CN104193309B - 一种气化炉出渣口用耐磨材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤气化技术领域，主要涉及一种气化炉出渣口用耐磨材料。所述耐磨材料的原料组成为：棕刚玉、碳化硅、抗渗透剂、结合剂、高温烧结剂以及其它添加剂；其具体制备方法和使用方法为：将各原料按比例称量后，在搅拌机内混合均匀，得到所述的耐磨材料，然后将得到的耐磨材料与定量的水进行混合均匀，采用自流成型或振动成型方式构建出渣口的结构和形状，经室温自然养护或高温烘烤后即可投入使用。所述的耐磨材料在400度使用温度下，其耐磨值≤8cm3，抗折强度≥6MPa，耐压强度≥10Mpa；所述的耐磨材料可快速现场施工和维护、耐磨损、体积稳定性高、耐高温、抗热震、使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属于煤气化技术领域，主要涉及一种气化炉出渣口用耐磨材料。
背景技术
我国煤炭资源丰富，油气匮乏，煤炭消费约占全国能源总耗量的70％，在未来相当长的时间内，煤炭在我国能源结构中仍将占主导地位。目前我国煤炭利用技术普遍比较落后，煤炭的高效、洁净和综合利用是关系到我国国民经济的可持续发展的重大课题。煤气化技术显示了良好的经济和社会效益，代表着发展的趋势，是解决能源问题的核心。
气化炉是煤气化技术中的关键设备，煤在气化炉气化室内不完全反应后生成大量的高温粗合成气和灰渣，经出渣口排出。因此，气化炉的出渣口部位长期处于气体和渣的高速磨损、热震冲击、高温侵蚀的环境中，其工作面材料通常采用耐高温耐腐蚀的金属材料（配合水冷***）。然而，出渣口部位长期大量高温灰渣和气体的冲刷容易造成金属材料的破坏性磨损，从而需要定期整体更换，维护费用高昂，同时也影响了气化炉的生产效率。
发明内容
本发明提出了一种气化炉出渣口用耐磨材料，其优点为：可快速现场施工和维护、耐磨损、体积稳定性高、耐高温、抗热震、使用寿命长。
本发明所涉及耐磨材料的原料组成为：棕刚玉、碳化硅、抗渗透剂、结合剂、高温烧结剂以及其它添加剂；其具体制备方法和使用方法为：将各原料按比例称量后，在搅拌机内混合均匀，得到所述的耐磨材料，然后将得到的耐磨材料与定量的水进行混合均匀，采用自流成型或振动成型方式构建出渣口的结构和形状，经室温自然养护或高温烘烤后即可投入使用。
为了保证出渣口材料的高温耐磨性能，本发明选用高硬度高耐磨的棕刚玉和碳化硅作为基体材料，在出渣口所处的温度段（100-800℃）具有很强的耐磨性能。选用0.074mm＜d≤1mm的棕刚玉磨料和碳化硅磨料，在筑建气化炉出渣口部位时易于形成较平整的表面，并且有利于改善材料加水后的流动性，提高施工性能；棕刚玉具有很高的结合能力，但是抗渣渗透侵蚀能力较弱；碳化硅的抗侵蚀能力优异，但是其本身属于瘠性材料，结合性能较弱，因此在本发明中选用棕刚玉和碳化硅进行组合；本发明采用的棕刚玉磨料和碳化硅磨料，其中棕刚玉的加入量为35-52%，优选38-45%，碳化硅的加入量为36-48%，优选41-45%。
一般来说，气化炉煤渣的酸碱度为1.1-1.7，属于酸性渣。大量的酸性煤渣通过出渣口位置，势必会对材料的抗渗透性能和抗侵蚀性能提出苛刻的要求。本发明通过添加碳质材料作为抗渗透剂来提高耐磨材料的抗渣渗透侵蚀性能，碳质材料可以选用石墨、炭黑、高温沥青中的一种或几种的任意比例的混合物，其粒度为0.010μm＜d≤0.074mm，加入量为1-6%，优选2-3%。碳质材料对高温熔渣具有很大的润湿角，因而具有较强的抗渣渗透性能。由于渣口长期接触高温熔渣，因此本发明通过引入高碳含量的碳质材料，并均匀的分散在材料体系中，提高了材料的抗渣渗透性能，有效的阻碍了气化炉熔渣对材料的侵蚀，提高了出渣口使用寿命。
本发明中耐磨材料所提及的结合剂为铝酸盐水泥，其粒度为0.010μm＜d≤0.044mm，加入量为2-10%，优选2-5%。铝酸盐水泥具有硬化快、强度高、耐高温等优点，可以充分发挥本发明中耐磨材料可现场施工和维护的优势。
渣口的间歇性操作对渣口材料的体积稳定性和抗热震性能提出了很高的要求，其工作温度可能由800度波动到常温，温度波动带来的热膨胀以及热震带来的结构破坏直接影响着渣口的结构稳定性。本发明中耐磨材料加入氧化铝超微粉和氧化硅超微粉作为高温烧结剂；氧化铝超微粉和氧化硅超微粉为高活性物质，在一定温度下可以反应生成莫来石组分，既对材料形成高温烧结的作用，提高材料的抗热震性能，亦可产生一定的体积膨胀，弥补耐磨材料其他组分在高温下的收缩，提高材料的结构稳定性。高温烧结剂加入量为6-12%，优选6-9%；氧化铝超微粉和氧化硅超微粉粒度均为0.5μm＜d≤2μm，氧化铝超微粉与氧化硅超微粉质量比为2:1。
综上，本发明所涉及耐磨材料的原料及质量百分比为：
棕刚玉0.074mm＜d≤1mm35-52%
碳化硅0.074mm＜d≤1mm36-48%
抗渗透剂0.010μm＜d≤0.074mm1-6%
结合剂0.010μm＜d≤0.044mm2-10%
高温烧结剂0.5μm＜d≤2μm6-12%
本发明所涉及耐磨材料原料优选的质量百分比为：
棕刚玉0.074mm＜d≤1mm38-45%
碳化硅0.074mm＜d≤1mm41-45%
抗渗透剂0.010μm＜d≤0.074mm2-3%
结合剂0.010μm＜d≤0.044mm2-5%
高温烧结剂0.5μm＜d≤2μm6-9%
棕刚玉和碳化硅均为磨料级，其粒度为0.074mm＜d≤1mm。
作为抗渗透剂的碳质材料可以是石墨、炭黑、高温沥青中的一种或几种的任意比例的混合物。
所述的高温烧结剂可为氧化铝超微粉和氧化硅超微粉，氧化铝超微粉与氧化硅超微粉质量比为2:1。
本发明耐磨材料中还添加有碳质材料润湿剂和减水剂，碳质材料润湿剂和减水剂的合计加入量为0.2-0.5%。碳质材料润湿剂可以是聚丙烯酸钠和吐温-80中的一种或两种的任意比例的混合物，其溶解后释放的表面活性剂分子吸附在碳质材料的表面，改变了碳质材料表面分子极性，降低了液固之间的接触角，使其具有亲水性，从而改善了碳质材料在水中的润湿性，提高其分散的均匀性。减水剂可以是聚已二醇，也可以是三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等磷酸盐系减水剂；其作用主要是降低耐磨材料的需水量，提高材料的致密度，从而优化其强度、耐磨性等性能。
本发明所述的耐磨材料的优点在于：
1、可以现场施工和维护，并可以根据工况的需求、设计的变化，现场调整出渣口的模具尺寸，筑建不同尺寸规格的出渣口。
2、本发明所述的耐磨材料在400度使用温度下，其耐磨值≤8cm3，抗折强度≥6MPa，耐压强度≥10MPa。
3、使用性能优异：本发明所述的耐磨材料在气化炉出渣口处试验使用，无结渣堵口现象，排渣顺畅，使用寿命大幅提高。
具体实施方式
下面给出的本发明的实施例，但不构成对本发明的任何限制。实施例中所提到的各项性能指标，分别是依照GB/T3001-2007、GB/T5072-2008、GB/T18301-2001进行检测。
实施例1
按下列质量百分比称取各组分：
棕刚玉0.074mm＜d≤1mm43.6%
碳化硅0.074mm＜d≤1mm41%
抗渗透剂0.010μm＜d≤0.074mm3%
结合剂0.010μm＜d≤0.044mm3%
高温烧结剂0.5μm＜d≤2μm9%
添加剂0.4%
其中，抗渗透剂选用高温沥青，结合剂选用Secar71铝酸盐水泥，高温烧结剂选用氧化铝超微粉（6wt%）和氧化硅超微粉（3wt%）的组合，添加剂为吐温-80（0.2wt%）和三聚磷酸钠（0.2wt%）。
将各组分在强制搅拌机内混合均匀，加入水搅拌均匀后即可得到气化炉出渣口用耐磨材料。
实施例2
按下列质量百分比称取各组分：
棕刚玉0.074mm＜d≤1mm38%
碳化硅0.074mm＜d≤1mm45%
抗渗透剂0.010μm＜d≤0.074mm5.7%
结合剂0.010μm＜d≤0.044mm5%
高温烧结剂0.5μm＜d≤2μm6%
添加剂0.3%
其中，抗渗透剂选用高温沥青（2wt%）和炭黑（3.7wt%）的混合物，结合剂选用Secar71铝酸盐水泥，高温烧结剂选用氧化铝超微粉（4wt%）和氧化硅超微粉（2wt%）的组合，添加剂为吐温-80（0.2wt%）、三聚磷酸钠（0.15wt%）和六偏磷酸钠（0.05wt%）。
将各组分在强制搅拌机内混合均匀，加入水搅拌均匀后即可得到气化炉出渣口用耐磨材料。
实施例3
按下列质量百分比称取各组分：
棕刚玉0.074mm＜d≤1mm45%
碳化硅0.074mm＜d≤1mm43%
抗渗透剂0.010μm＜d≤0.074mm2%
结合剂0.010μm＜d≤0.044mm2%
高温烧结剂0.5μm＜d≤2μm7.5%
添加剂0.5%
其中，抗渗透剂选用石墨，结合剂选用Secar71铝酸盐水泥，高温烧结剂选用氧化铝超微粉（5wt%）和氧化硅超微粉（2.5wt%）的组合，添加剂为聚丙烯酸钠（0.4wt%）和聚乙二醇（0.1wt%）。
将各组分在强制搅拌机内混合均匀，加入水搅拌均匀后即可得到气化炉出渣口用耐磨材料。
表1.实施例1-实施例3的在400度时的性能指标.
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 耐压强度 | 18.5MPa | 21.6MPa | 11.5MPa |
| 抗折强度 | 10.6MPa | 13.7MPa | 6.7MPa |
| 耐磨值 | 4cm3 | 8cm3 | 6cm3 |
Claims (4)
1.一种气化炉出渣口用耐磨材料，其特征在于：所述耐磨材料的原料及质量百分比为：
棕刚玉0.074mm＜d≤1mm35-52%
碳化硅0.074mm＜d≤1mm36-48%
抗渗透剂0.010μm＜d≤0.074mm1-6%
结合剂0.010μm＜d≤0.044mm2-10%
高温烧结剂0.5μm＜d≤2μm6-12%
所述的耐磨材料在400度使用温度下，其耐磨值≤8cm3，抗折强度≥6MPa，耐压强度≥10MPa；
所述的高温烧结剂为氧化铝超微粉和氧化硅超微粉，氧化铝超微粉与氧化硅超微粉质量比为2:1。
2.如权利要求1所述的一种气化炉出渣口用耐磨材料，其特征在于：所述耐磨材料的原料及质量百分比为：
棕刚玉0.074mm＜d≤1mm38-45%
碳化硅0.074mm＜d≤1mm41-45%
抗渗透剂0.010μm＜d≤0.074mm2-3%
结合剂0.010μm＜d≤0.044mm2-5%
高温烧结剂0.5μm＜d≤2μm6-9%。
3.如权利要求1或2所述的一种气化炉出渣口用耐磨材料，其特征在于：所述的抗渗透剂为碳质材料，是石墨、炭黑、高温沥青中的一种或几种的任意比例的混合物。
4.如权利要求1或2所述的一种气化炉出渣口用耐磨材料，其特征在于：所述耐磨材料中还添加有碳质材料润湿剂和减水剂；碳质材料润湿剂和减水剂的加入量的质量百分比为0.2-0.5%；碳质材料润湿剂是聚丙烯酸钠和吐温-80中的一种或两种的任意比例的混合物；减水剂是聚乙二醇，或磷酸盐系减水剂。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102826812A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-12-19 | 江苏恒耐炉料集团有限公司 | 水泥窑三次风管弯头用耐磨浇注料 |
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