結(jié)合體系對(duì)余熱發(fā)電配套用 高耐磨陶瓷涂抹料性能的影響

水泥窯純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)工況溫度一般在300℃~400℃，部分廠(chǎng)家由于工藝設(shè)計(jì)不同，工況溫度可達(dá)400℃~600℃。由于管道內(nèi)為高速高濃度含塵含熟料顆粒的氣體，沖刷異常劇烈，在此溫度范圍內(nèi)金屬管道抗沖刷和磨損的能力較差，但對(duì)耐火材料而言，此工況條件為中低溫環(huán)境。根據(jù)余熱發(fā)電設(shè)備AQC鍋爐的內(nèi)襯設(shè)計(jì)，沉降室多數(shù)為“V”型或海鷗型錨固件，襯里厚度約50mm；風(fēng)管部分多數(shù)為龜甲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，襯里厚度約25~30mm，故宜采用涂抹方式施工，尤其是風(fēng)管涉及弧形頂部施工，因此對(duì)材料的粘附性要求較高。本研究主要考察不同結(jié)合體系對(duì)高耐磨陶瓷涂抹料性能的影響。

結(jié)合體系對(duì)余熱發(fā)電配套用 高耐磨陶瓷涂抹料性能的影響

試驗(yàn)

1.原料

選用焦寶石、礬土、氧化鋁微粉為主要原料，其化學(xué)成分見(jiàn)表1；選用高鋁水泥、磷酸鹽、水玻璃作為結(jié)合劑；選用廣西泥、球粘土、膨潤(rùn)土、蘇州白土、黑粘土作為結(jié)合粘土。

2.試驗(yàn)方法

通過(guò)備料—稱(chēng)量—攪拌—成型—脫�！�養(yǎng)護(hù)—烘干—熱處理—性能檢測(cè)，考察材料各項(xiàng)性能。材料在實(shí)驗(yàn)室使用涂抹方式壓實(shí)成型，按檢測(cè)目的分別成型為40mm×40mm×160mm的常規(guī)試樣和100mm×100mm×30mm的耐磨試樣，成型后在模內(nèi)自然養(yǎng)護(hù)48h后脫模，再自然養(yǎng)護(hù)24h，經(jīng)110℃×24h烘干后，選取3條進(jìn)行烘干體積密度、抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度的測(cè)試。其余試樣根據(jù)需要分別經(jīng)350℃×3h、500℃×3h處理，隨爐冷卻后測(cè)試體積密度、抗折強(qiáng)度、耐壓強(qiáng)度和耐磨性能。

結(jié)果與討論

1.結(jié)合劑種類(lèi)對(duì)材料性能的影響

分別采用高鋁水泥、固體磷酸二氫鋁、PA膠、固體水玻璃和液體水玻璃作對(duì)比試驗(yàn)，其中液體水玻璃選用常用的兩種波美度，料團(tuán)成型狀態(tài)見(jiàn)表2。

由表2可知，采用磷酸鹽或液體水玻璃為結(jié)合劑的料團(tuán)可塑性較好，成型狀態(tài)良好；采用固體水玻璃為結(jié)合劑時(shí)，料團(tuán)可塑性稍差。采用高鋁水泥為結(jié)合劑的試樣體積密度高，雖然其強(qiáng)度性能較好，但耐磨性能稍差，且將造成較大的設(shè)備負(fù)重。采用磷酸鹽為結(jié)合劑的兩組試樣均表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度性能和耐磨性能。采用固體水玻璃為結(jié)合劑的試樣由于料團(tuán)可塑性稍差，其耐磨性能明顯比其他幾組差，難以滿(mǎn)足沖刷劇烈部位的使用要求。采用液體水玻璃為結(jié)合劑的兩組試樣其體積密度較低，抗折強(qiáng)度顯著高于其他幾組，耐磨性能推薦，可在高耐磨性能的前提下減輕設(shè)備負(fù)重，綜合性能高。

2.結(jié)合粘土種類(lèi)對(duì)材料性能的影響

由于涂抹料需具備較好的粘附性能和耐磨性，同時(shí)針對(duì)液體水玻璃的特性，要求所使用的粘土需具有較好的粘塑性及一定的保水性，因此以等量的液體水玻璃B為結(jié)合劑，選擇5種常見(jiàn)粘土進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)：A廣西泥、B球粘土、C膨潤(rùn)土、D蘇州白土、E黑粘土，其主要化學(xué)成分見(jiàn)表3。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，選用球粘土的試樣耐磨性能推薦，耐壓強(qiáng)度高，試驗(yàn)過(guò)程中其料團(tuán)較軟，保水性良好。選用廣西泥的試樣綜合性能較球粘土稍差。選用膨潤(rùn)土的試樣由于塑性較強(qiáng)，吸水性強(qiáng)，攪拌后料團(tuán)較硬，成型狀態(tài)不佳，從而導(dǎo)致其強(qiáng)度和耐磨性能較低。選用蘇州白土的試樣可施工性能較好，但由于其灼燒減量較高，耐壓強(qiáng)度和耐磨性能受到較大的影響。選用黑粘土的試樣料團(tuán)較粘較軟，可施工性能較好，但耐磨性能稍差。

綜上所述，可以得出以下結(jié)論：一是水泥窯余熱發(fā)電用高耐磨陶瓷涂抹料的結(jié)合劑選用液體水玻璃，其體積密度較低，抗折強(qiáng)度顯著高于采用水泥結(jié)合、磷酸鹽結(jié)合或固體水玻璃結(jié)合，耐磨性能推薦，同時(shí)可減輕設(shè)備負(fù)重，綜合性能優(yōu)。

二是水泥窯余熱發(fā)電用高耐磨陶瓷涂抹料的結(jié)合粘土選用球粘土，其料團(tuán)較軟，耐磨性能較其他種類(lèi)粘土的試樣好，耐壓強(qiáng)度高，可確保涂抹料獲得理想的施工性能和理化性能。