一種工業(yè)爐用的1100℃級(jí)低鐵隔熱澆注料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)爐用的1100℃級(jí)低鐵隔熱澆注料及制備方法，所述隔熱澆注料是由包括按重量百分比計(jì)的以下組分混合而成：輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒30～50%；膨脹珍珠巖3～15%；漂珠5～20%；純鋁酸鈣水泥35～55%；硅微粉3～8%；減水劑0.1～0.5%。方法包括：所述組分按所述用量攪拌混合均勻制得所述低鐵隔熱澆注料。本發(fā)明的隔熱澆注料與普通隔熱澆注料具有使用溫度高、常溫和熱態(tài)強(qiáng)度高、導(dǎo)熱率低、保溫隔熱效果好、抗腐蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)于節(jié)能減排、降低工業(yè)爐運(yùn)行成本，提高工業(yè)爐熱效率有重要意義。
【專利說(shuō)明】-種工業(yè)爐用的1100 °c級(jí)低鐵隔熱澆注料及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)爐領(lǐng)域，更進(jìn)一步說(shuō)，涉及一種工業(yè)爐用的ll〇〇°C級(jí)低鐵隔熱澆 注料及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來(lái)，我國(guó)能源需求呈加速 增長(zhǎng)趨勢(shì)，然而能源利用率很低。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，能源供需矛盾將更加 突出，并將嚴(yán)重制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。
[0003] 作為高能耗行業(yè)生產(chǎn)中的主要耗能設(shè)備，工業(yè)爐每年要消耗數(shù)量極為巨大的能 源。例如乙烯工業(yè)中的乙烯裂解爐，其能耗約占整個(gè)乙烯裝置總能耗的40%，降低裂解爐的 能耗是降低乙烯生產(chǎn)成本的重要途徑之一。
[0004] 傳統(tǒng)的工業(yè)爐為達(dá)到保溫節(jié)能的目的，通常在重質(zhì)耐火磚砌筑體或重質(zhì)不定形耐 火材料施工體內(nèi)或外增加保溫層，但是重質(zhì)層加大了體積龐大的工業(yè)爐負(fù)重，對(duì)于間歇式 爐來(lái)說(shuō)，蓄熱損失特別大。
[0005] 因此，尋找一種新型的工業(yè)爐保溫材料來(lái)降低能耗，是目前亟待解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種工業(yè)爐用的1KKTC級(jí)低鐵隔熱 澆注料及制備方法。本發(fā)明的澆注料體積密度在830kg/m 3以下，導(dǎo)熱系數(shù)低、強(qiáng)度高、保溫 效果好。
[0007] 本發(fā)明的目的之一是提供一種工業(yè)爐用的1100°C級(jí)低鐵隔熱澆注料。
[0008] 是由包括按重量百分比計(jì)的以下組分?jǐn)嚢杌旌隙桑?br> [0009] 輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒 30?50% 膨脹珍珠巖 3?15% 漂珠 5?20% 純鋁酸鈣水泥 35-55% 硅微粉 3?8% 減水劑 0.1?0.5%
[0010] 所述輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒的密度為500?800kg/m3。粒徑范圍在0. 2?6mm之 間，輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒制備：采用優(yōu)質(zhì)的輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚邊角料為原料，經(jīng)過(guò)破碎， 過(guò)篩，分級(jí)后裝袋備用。
[0011] 所述膨脹珍珠巖的粒徑范圍在0. 15?2. 5mm之間；
[0012] 所述減水劑為三聚磷酸鈉、高濃萘磺酸鹽高效減水劑和六偏磷酸鈉中的至少一 種。
[0013] 漂珠是指能浮在水面上的粉煤灰空心微珠；
[0014] 硅微粉俗稱硅灰，硅微粉為非結(jié)晶二氧化硅，是在冶煉硅鐵合金和工業(yè)硅時(shí)產(chǎn)生 的Si02和Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝而形成的一種超細(xì)硅質(zhì)粉體材料，粒徑 要求45um篩余< 5%)。
[0015] 本發(fā)明的目的之二是提供一種工業(yè)爐用的1KKTC級(jí)低鐵隔熱澆注料的制備方法。
[0016] 包括：
[0017] 所述組分按所述用量攪拌混合均勻制得所述低鐵隔熱澆注料。
[0018] 具體包括以下步驟：
[0019] 1)將輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒、膨脹珍珠巖、漂珠進(jìn)行預(yù)烘干處理；
[0020] 2)將純鋁酸鈣水泥、硅微粉、減水劑預(yù)混合均勻制成預(yù)混合料；然后與輕質(zhì)莫來(lái)石 隔熱磚顆粒、膨脹珍珠巖、漂珠混合均勻。
[0021] 可采用以下技術(shù)方案：
[0022] 原料選定后，其制備工藝是：先將輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒、膨脹珍珠巖、漂珠三種 骨料進(jìn)行預(yù)烘干處理，除去里面的水分；然后在雙螺旋無(wú)重力干混機(jī)中放入純鋁酸鈣水 泥、娃微粉、二聚憐酸納和1?濃蔡橫酸鹽1?效減水劑（NF)，預(yù)混合均勻制成預(yù)混合料；最后 在V型攪拌機(jī)中將輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒、膨脹珍珠巖、漂珠三種骨料以及預(yù)混合料一起 混合均勻，裝袋封口后即完成。
[0023] 在施工地點(diǎn)，將整袋材料全部放入攪拌機(jī)中，加水?dāng)嚢??5分鐘，之后將攪拌好 的料倒入模具即待澆注部位，或直接涂抹施工。自然養(yǎng)護(hù)48小時(shí)后，即可進(jìn)行烘烤處理。
[0024] 按本發(fā)明方法制備的1KKTC級(jí)新型低鐵隔熱澆注料與傳統(tǒng)的相當(dāng)密度的N級(jí)隔 熱澆注料相比，充分利用優(yōu)質(zhì)的輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒，降低了澆注料中的含鐵量，根據(jù) GB/T6609. 4-2004測(cè)定，鐵含量< 1. 5%，鐵含量的降低有利于提高澆注料的最高使用溫度 以及抗腐蝕能力，從而延長(zhǎng)其使用周期。
[0025] 制備的1KKTC級(jí)新型低鐵隔熱澆注料110°C *24h烘干體積密度為830kg/m3以 下，最高使用溫度ll〇〇°C，與傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料的最高使用溫度925°C高175°C，有效提 高了材料的使用安全性。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0027] 實(shí)施例中所用原料：
[0028] 輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒（0. 2?6):由輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚破碎而成。采用宜興摩根 熱陶瓷有限公司生產(chǎn)的TJM系列輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚破碎而成。
[0029] 膨脹珍珠巖：一種天然酸性玻璃質(zhì)火山熔巖非金屬礦產(chǎn)，由于在1000?1300°C高 溫條件下其體積迅速膨脹4?30倍，故統(tǒng)稱為膨脹珍珠巖。生產(chǎn)廠家：凱蒂(信陽(yáng)）新型材 料有限公司，牌號(hào)100號(hào)即堆積密度最大為100kg/m3。粒徑范圍在0. 15?2. 5mm之間。
[0030] 漂珠：火力發(fā)電廠的粉煤灰中所含的空心能漂于水面的玻璃珠。河北邯鄲勝利漂 珠，牌號(hào)輕質(zhì)漂珠，容重500kg/m3以下。
[0031] 純鋁酸鈣水泥：是用高純氧化鈣和氧化鋁經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成以氧化鋁的含量在 70-80%左右的水硬性結(jié)合劑。生產(chǎn)廠家：凱諾斯（中國(guó))鋁酸鹽技術(shù)有限公司牌號(hào)SECAR-71
[0032] 硅微粉：微硅粉為非結(jié)晶二氧化硅，是在冶煉硅鐵合金和工業(yè)硅時(shí)產(chǎn)生的Si02和 Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝而形成的一種超細(xì)硅質(zhì)粉體材料。生產(chǎn)廠家：鞍山 鞍美國(guó)貿(mào)實(shí)業(yè)有限公司，牌號(hào)92硅微粉。
[0033] 三聚磷酸鈉：市售
[0034] NF :市售
[0035] 六偏磷酸鈉：市售
[0036] 實(shí)施例1 :
[0037] 先將輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒、膨脹珍珠巖、漂珠三種骨料進(jìn)行預(yù)烘干處理；然后在 雙螺旋無(wú)重力干混機(jī)中放入純鋁酸鈣水泥、硅微粉、三聚磷酸鈉和NF，預(yù)混合均勻制成預(yù) 混合料A ;最后在V型攪拌機(jī)中將輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒、膨脹珍珠巖、漂珠三種預(yù)烘干骨 料以及預(yù)混合料A -起混合均勻，裝袋封口后即完成。
[0038] 輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒（0.2?6) 39.87% 膨脹珍珠巖 5% 漂珠 15% 純鋁酸鈣水泥 35% 硅微粉 5% 三聚磷酸鈉 0.1% NF 0.03%
[0039] 根據(jù)耐火材料常溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法YB/T5201，測(cè)得常溫耐壓強(qiáng)度為3. OMpa，優(yōu) 于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值1. 4Mpa。
[0040] 根據(jù)耐火材料常溫抗折強(qiáng)度試驗(yàn)方法YB/T5201，測(cè)得常溫抗折強(qiáng)度為1. OMpa，優(yōu) 于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值0. 8Mpa。
[0041] 根據(jù)耐火材料可逆熱膨脹(從非加熱狀態(tài)到N級(jí)最高使用溫度925°C)試驗(yàn)方法 YB/T5205,測(cè)得可逆線膨脹0. 38%，好于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值0. 4%。
[0042] 根據(jù)耐火材料永久線變化試驗(yàn)方法YB/T5203，測(cè)得925 °C *5h試樣永久線變 化-1. 〇%，優(yōu)于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值-1. 5%。
[0043] 導(dǎo)熱率根據(jù)耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法(水流量平板法）YB/4130-2005,測(cè)得在 200°C的導(dǎo)熱率為0. 18WAm ·Κ)，425°C的導(dǎo)熱率為0. 20WAm ·Κ)，650°C的導(dǎo)熱率為0. 23W/ (m · K)，均好于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料中200°C的導(dǎo)熱率0. 193WAm · K)、425°C的導(dǎo)熱率 0· 229WAm · K)和 650°C 的導(dǎo)熱率 0· 26WAm · K)。
[0044] 測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0045] 實(shí)施例2 :
[0046] 制備方法同實(shí)施例1。
[0047] 輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒（0.2?6) 30% 膨脹珍珠巖 12% 漂珠 5% 純鋁酸鈣水泥 49.68% 硅微粉 3% 三聚磷酸鈉 0.3% NF 0.02%
[0048] 根據(jù)耐火材料常溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法YB/T5201，測(cè)得常溫耐壓強(qiáng)度為2. OMpa，優(yōu) 于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值1. 4Mpa。
[0049] 根據(jù)耐火材料常溫抗折強(qiáng)度試驗(yàn)方法YB/T5201，測(cè)得常溫抗折強(qiáng)度為0. 85Mpa， 優(yōu)于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值0. 8Mpa。
[0050] 根據(jù)耐火材料可逆熱膨脹(從非加熱狀態(tài)到N級(jí)最高使用溫度925°C)試驗(yàn)方法 YB/T5205,測(cè)得可逆線膨脹0. 38%，好于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值0. 4%。
[0051] 根據(jù)耐火材料永久線變化試驗(yàn)方法YB/T5203，測(cè)得925 °C *5h試樣永久線變 化-1. 2%，優(yōu)于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值-1. 5%。
[0052] 導(dǎo)熱率根據(jù)耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法(水流量平板法）YB/4130-2005,測(cè)得在 200°C的導(dǎo)熱率為0. 185WAm · K)，425°C的導(dǎo)熱率為0. 212WAm · K)，650°C的導(dǎo)熱率為 0. 245WAm · K)，均好于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料中200°C的導(dǎo)熱率0. 193WAm · K)、425°C的 導(dǎo)熱率 0· 229WAm · K)和 650°C 的導(dǎo)熱率 0· 26WAm · K)。
[0053] 測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.
[0054] 實(shí)施例3 :
[0055] 制備方法同實(shí)施例1.
[0056] 輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒（0.2?6) 49.76% 膨脹珍珠巖 3% 漂珠 5% 純鋁酸鈣水泥 35% 硅微粉 ?% 六偏磷酸鈉 0.16% NF 0.08%
[0057] 根據(jù)耐火材料常溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法YB/T5201，測(cè)得常溫耐壓強(qiáng)度為3. 2Mpa，優(yōu) 于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值1. 4Mpa。
[0058] 根據(jù)耐火材料常溫抗折強(qiáng)度試驗(yàn)方法YB/T5201，測(cè)得常溫抗折強(qiáng)度為1. 2Mpa，優(yōu) 于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值0. 8Mpa。
[0059] 根據(jù)耐火材料可逆熱膨脹(從非加熱狀態(tài)到N級(jí)最高使用溫度925°C)試驗(yàn)方法 YB/T5205,測(cè)得可逆線膨脹0. 38%，好于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值0. 4%。
[0060] 根據(jù)耐火材料永久線變化試驗(yàn)方法YB/T5203，測(cè)得925 °C *5h試樣永久線變 化-0. 8%，優(yōu)于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料規(guī)定值-1. 5%。
[0061] 導(dǎo)熱率根據(jù)耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法(水流量平板法）YB/4130-2005,測(cè)得在 200°C的導(dǎo)熱率為0. 175WAm · K)，425°C的導(dǎo)熱率為0. 198WAm · K)，650°C的導(dǎo)熱率為 0. 228WAm · K)，均好于傳統(tǒng)的N級(jí)隔熱澆注料中200°C的導(dǎo)熱率0. 193WAm · K)、425°C的 導(dǎo)熱率 0· 229WAm · K)和 650°C 的導(dǎo)熱率 0· 26WAm · K)。
[0062] 實(shí)施例測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1
[0063] 表 1
[0064]

【權(quán)利要求】
1. 一種工業(yè)爐用的1100°C級(jí)低鐵隔熱澆注料，其特征在于所述隔熱澆注料是由包括 按重量百分比計(jì)的以下組分混合而成： 輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒 30?50% 膨脹珍珠巖 3?15% 漂珠 5-20% 純鋁酸鈣水泥 35?55% 硅微粉 3?8% 減水劑 0.1-0.5% 所述輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒的粒徑范圍在0. 2?6mm之間；密度為500?800kg/m3 所述膨脹珍珠巖的粒徑范圍在〇. 15?2. 5mm之間； 所述減水劑為三聚磷酸鈉、高濃萘磺酸鹽高效減水劑和六偏磷酸鈉中的至少一種。
2. -種如權(quán)利要求1所述的工業(yè)爐用的1100°C級(jí)低鐵隔熱澆注料的制備方法，其特征 在于所述方法包括： 所述組分按所述用量攪拌混合均勻制得所述低鐵隔熱澆注料。
3. 如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述方法包括： 1) 將輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱磚顆粒、膨脹珍珠巖、漂珠進(jìn)行預(yù)烘干處理； 2) 將純鋁酸鈣水泥、硅微粉、減水劑預(yù)混合均勻制成預(yù)混合料；然后與輕質(zhì)莫來(lái)石隔熱 磚顆粒、膨脹珍珠巖、漂珠混合均勻。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK104140273SQ201310163633
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】袁慕軍, 劉敬坤, 高景芬, 李森 申請(qǐng)人:中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司