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工业窑炉用轻质莫来石浇注料

添加时间:2018年5月21日  浏览次数:

     主要介绍了轻质莫来石浇注料的研制和应用。使用表明,该轻质浇注料适用于多种火焰窑等工业窑炉的工作衬里或保温隔热衬里,应用温度高,可直接接触火焰,性能优良,突出了窑炉的节能效果,具有强度高,隔热性好,使用寿命长等特点。

  在世界能源需求不断增长,供需矛盾进一步恶化的背景下,能源短缺已成为不可逆转的现实问题。冶金石化等高耗能企业,开发应用节能,降耗新技术和新产品,是直接关系到企业乃至国民经济持续发展的重大问题,节能降耗工作成为企业和科技界工作者的重要责任。在此形势下,各种工业窑炉进行了相应及时改造,向高效、节能、环保的方向发展,配套适应窑炉节能环保要求,研制生产了窑炉工作衬用优质轻质莫来石浇注料,取得了良好的使用效果。

  研制

  设计性能

  轻质莫来石浇注料具有:①适用于多种火焰炉等工业窑炉的工作衬里或保温隔热衬里,实现高温节能;②强度高,单位容重小,用作工业窑炉顶、墙、门部位,结构重量较普通低水泥浇注料减少30%以上,消除结构性断砖、塌落等隐患;③以优质多孔莫来石为骨料,与多种微粉、分散剂配合,导热系数低、保温效果好,与普通浇注料比,可减少窑炉热损失25%~35%,节约燃料10%左右,④施工简便,既可现场整体浇注又可成型任何形状预制件组合安装。

  原料选用

  (1)骨料确定

  通过实验,骨料的品种和质量对于轻质浇注料的一系列性能(体积密度、强度、隔热性、最高使用温度等)影响显著。根据设计性能要求,对比选择某专业生产厂的多孔莫来石作为骨料。该骨料由精选天然原料在1680℃高温下人工合成,骨料莫来石化反应良好,主晶相达到70%以上,成分均匀稳定。莫来石晶体呈针状相互交错形成网状结构,对于轻质浇注料的强度和高温指标非常有利,指标见表1。

  表1 多孔莫来石骨料理化指标

  

  (2)结合体及基质组分的确定

  根据使用条件,确定以低水泥迟效促凝和微粉凝聚结合双重结合方式,为满足高温使用环境,水泥采用Al2O3含量大于75%的纯铝酸钙型水泥,微粉以莫来石微粉、铝微粉为主,掺加适量硅微粉和分散剂,可降低浇注料水用量,提高流动性。多种微粉复合加入方式,能够保证轻质浇注料施工与使用性能。

  针对轻骨料自身吸水率大,烧后线收缩较大,容易造成整个砌体的收缩裂纹问题,在选用多种微粉改善使用性能的同时,适当加入一部分含铝细粉和美国进口优质蓝晶石,促进浇注体在高温使用中产生持续膨胀,保证了轻质浇注料不同温度下的体积稳定性。

  强度和体密试验

  强度和体密是轻质浇注料两项关键的性能依据,也是相互制约的指标,提高浇注料强度,必然增加了其体积密度,显然对于轻质浇注料来说是不经济和不希望的。在保证有足够的强度性能的前提下,最大限度地降低体密,提高隔热性能,是研制中重点解决的主要难题。通过多次试验,确定了合理的骨料颗粒级配后,通过调整微粉、水泥和分散剂加入比例,检测观察轻质莫来石浇注料强度、体密以及加水量的变化情况。试验方案见表2,指标见表3。

  表2 试验方案

  

  表3 试验指标

  

  分析

  由表3看出,随着SiO2微粉和水泥含量的增多,轻质莫来石浇注料低温、高温强度指标均呈现较明显的上升,体密则出现小幅度线性升高,超过一定范围,随着水泥加入量的继续加大,浇注料中温指标出现下降。综合分析后采用3#方案可取得满意的效果。根据3#方案思路,对基质组成进行调整,按照标准制样检测指标见表4。

  表4 轻质莫来石浇注料实测指标

  

  应用

  研制生产的优质轻质莫来石浇注料在某钢厂蓄热式步进梁式工作衬上使用,用量180t。冬季施工,制定了相应的技术规程,浇注料施工性能优良,使用至今施工体为发现有剥落、开裂等损坏现象,强度和隔热性能得到用户的肯定。

  结论

  (1)通过选用优质的多孔莫来石骨料及基质成分,添加适量外加剂,可生产适用于多种火焰窑工作衬的轻质浇料。

  (2)轻质浇注用微粉和结合剂合理调整,对产品的主要性能产生影响较大。

  (3)研制的轻质莫来石浇注料通过使用,强度和隔热性能良好,可在其他热工设备上推广应用。

关键词:轻质莫来石浇注料      
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