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耐火材料行業動態

CFB鍋爐用耐火材料

耐火耐磨材料的品種多種多樣,包括硅鋁系耐火磚(如硅磚、半硅磚、粘土磚、高鋁耐火磚、剛玉磚和莫來石磚等)、堿性耐火磚(如鎂磚、鎂鋁磚和鎂鋁尖晶石磚、鎂鉻磚、白云石磚及鎂白云石磚等)、含碳耐火材料(如碳素磚、碳化硅磚、碳結合磚等)、含鋯耐火磚等。其中,CFB鍋爐用耐火材料大體上可以分為以下四個大類:

1、高鋁磚和澆注料。采用高鋁礬土熟料為主要原料,Al2O3的含量大于48%以上的硅酸鋁質耐火材料磚統稱為高鋁磚。礦物組成主要為剛玉相、莫來石和玻璃相。根據Al2O3含量的不同。由高到低分為一、二、三級。如高鋁磚,在1400高溫下燒結而成,耐火度高,抗酸、堿性熔渣侵蝕性強,高溫機械強度大,有較好的抗磨性能和熱穩定性,且耐火磚價格不高,在CFB鍋爐燃燒系統中使用比較多。

鍋爐燃燒系統工作溫度范圍為8501000℃,高鋁澆注料不能實現高溫燒結。為了提高高鋁澆注料的抗磨性能,需采用某些添加劑,實現在循環流化床燃燒系統工作溫度下的燒結,提高耐磨性能。

2、碳化硅磚和澆注料。碳化硅磚在高于1600溫度下燒結而成,有很好的耐磨性能。

工業上通常將碳化硅按色澤分為綠碳化硅和黑碳化硅。其SiC含量要求分別不大于99.0%和不大于98.5%。綠碳化硅的雜質少,硬度比黑碳化硅高。

但碳化硅的使用對燃燒氣氛有要求,碳化硅在加熱時易于氧化。因此,在有氧氣氛和高溫條件下碳化硅熱穩定性差,產生碳氧化脫皮,因此不宜在高溫氧化性氣氛下使用。

3、剛玉磚和澆注料。剛玉系指由電熔或燒結而制成的主要礦相為α―Al2O3相的Al2O3純度較高的材料。剛玉磚是以剛玉為主要原料的耐火磚,其Al2O3含量大于90%。

剛玉的硬度高(莫氏硬度為9),密度大(體積密度為3.954.19cm3),熔點為℃,燒結溫度在1600℃以上,機械強度高,熱膨脹系數(201000)8.0×10-6/℃,導熱系數為5.86W(m2·K),耐火抗磨性能不錯,有良好的抗氧化、抗侵蝕和電絕緣性能,缺點是抗熱應力性能差。CFB鍋爐有啟動快、負荷變化范圍大、變負荷速率高等優點。但這些優點的發揮要求耐火材料有好的抗熱應力性能,并且剛玉價格高。這兩個原因限制了剛玉磚及澆注料在CFB鍋爐中的應用。

4、硅線石磚和澆注料。硅線石為藍晶石族礦物的一種,藍品石族礦物包括藍晶石、硅線石和紅柱石,為同質異形體。即化學成分相同,晶體結構不同,化學分子式為A12O3SiO2,其中A12O3含量為62.92%,SiO2含量為37.08%。

硅線石是一種優質的耐火防磨材料,有較好的耐磨性和較高的機械強度,耐火度高達℃,抗化學腐蝕,熱膨脹性低,抗熱應力性能好,耐急冷急熱性好。它的燒結溫度在14501600℃之間,缺點是耐火磚價格高,材料來源有限,作為主體材料受到限制。在CFB鍋爐中使用較少。

上述四種材料僅是CFB鍋爐中應用最為普遍的耐磨耐火材料,其他材料在CFB鍋爐中也有應用。同時應當注意,不同種類的材料,其性能有所差別,應根據CFB鍋爐不同部位運行工況條件的需要并考慮經濟性合理選用。

除了從材料的化學構成對耐磨耐火材料進行分類外,通常還可根據材料的物理形態進行分類,將耐磨耐火材料分為不定形耐磨耐火材料和耐磨耐火磚,其中不定形耐磨耐火材料按施工方法又可分為耐磨耐火澆注料、耐磨耐火可塑料和耐磨耐火搗打料。

耐磨耐火澆注料是由致密耐火骨料、細粉、外加劑和結合劑組成的沒有黏附性的,通常以干態交貨,加水或其他液體混合后方可澆注施工,澆注成型和養護使其凝結、硬化,按一定規定烘烤后使用的不定形耐火材料。在使用溫度下能抵抗物料沖刷,耐磨損性能優良。

耐磨耐火可塑料是由致密耐火骨料、細粉、外加劑、結合劑和液體組成的,具有良好作業性能,在較長時間內具有較高可塑性,按交貨狀態直接使用,用搗打(機械或人工)方法施工,施工后加熱硬化,在使用溫度下能抵抗物料沖刷,耐磨損性能優良。結合劑通常是軟質黏土、水玻璃、磷酸等。

耐磨耐火搗打料是由致密耐火骨料、細粉、外加劑、結合劑和液體組成的,按交貨狀態使用或加液體后使用,使用前無黏附性,可塑性極低或不具有可塑性,用搗打(機械或人工)方法施工。在使用溫度下能抵抗物料沖刷,耐磨損性能優良。





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