磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料及其制备方法
【专利摘要】一种磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料制备方法包括以下步骤：第一步，备基料：按质量百分比称量24#粒度的绿碳化硅砂30～50％、80#粒度的绿碳化硅砂20～30％、W80粒度的绿碳化硅粉料10～20％、W7粒度的绿碳化硅粉料5～10％；然后将称量好的上述原材料倒入搅拌机中，机械搅拌混合2～3分钟；第二步，制备湿料：在第一步所备好的基料中加入占所述基料总量5～10％的工业磷酸铝溶液，继续进行搅拌；第三步，困料：将第二步制得的湿料密封在密闭的容器内，容器内不留空气，进行困料16～24小时；第四步，拌料：在经过困料处理的所述湿料中再加占所述基料总量5～10％的工业磷酸铝溶液，搅拌3～5分钟，即制得可用于施工的耐火捣打料。
【专利说明】
磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及耐火捣打材料制备领域，特别涉及一种作为气流床粉煤气化设备的炉 体内衬用的磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 耐火材料是高温技术领域的基础材料，应用领域十分广泛，其中应用最为普遍的 是在各种热工设备和高温容器中作为抵抗高温作用的结构材料和内衬。但是根据作业部门 不同，甚至是在同一设备的不同部位，工作条件也不尽一致，因此，对耐火材料的要求也有 所差别。
[0003] 目前在国内市场，气流床粉煤气化设备已经广泛应用于沥青搅拌站加热设备、干 粉砂浆干燥设备、回转窑加热设备。该设备具备单炉产量大、碳转换率高、运行时高效清洁、 负荷调节范围广、可操控性强等优点。此类气流床粉煤气化设备不同部位长期处于不同高 温下使用、操作，可能发生物理、化学、机械等作用，使材料变形、软化、熔融，或被侵蚀、冲 蚀，或发生崩裂损坏等现象，不仅可能使操作无法持续进行，使材料的服役期中断，影响生 产，而且影响产品质量品质，故必须采用具有抵抗高温作用的耐火材料。
[0004] 为了解决这一技术问题，使气流床粉煤气化设备能够较好的服务应用于沥青搅拌 站加热设备、干粉砂浆干燥设备、回转窑加热设备，本发明在此提出一种专门作为气流床粉 煤气化设备气流床本体内衬使用的耐火捣打料及其制备方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料及其制备方法，其所要 解决的技术问题在于:现有的气流床粉煤气化设备中针对不同部位的工作条件不同，需要 提供不同的耐火衬料，尤其是气流床粉煤气化设备本体内部需要最为适合工况的耐火捣打 料作为内衬。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料，其包括基 料以及结合剂，所述基料的原材料组分的质量百分比含量如下： 24#粒度的绿碳化娃砂 3 0~5 0%:
[0007] 80#粒度的绿碳化硅砂 20~30%:; W80粒度的绿碳化硅粉料 10~20%;
[0008] W7粒度的绿碳化硅粉料 5~10%;
[0009] 所述结合剂占所述基料总量的10~20 %。
[0010]优选于:所述结合剂为浓度是40~70 %之间的工业磷酸铝溶液。
[0011]优选于:所述基料的原材料组分的质量百分比含量如下： 24#粒度的绿碳化硅砂 40%; 80#粒度的绿碳化硅砂 30%；
[0012] W80粒度的绿碳化硅粉料 20%; W7粒度的绿碳化硅粉料 10%;
[0013] 所述工业磷酸铝溶液占所述基料总量的13%。
[0014] -种磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料制备方法，其包括以下步骤：
[0015] 第一步，备基料:按质量百分比称量24#粒度的绿碳化硅砂30~50%、80#粒度的绿 碳化硅砂20~30%、W80粒度的绿碳化硅粉料10~20%、W7粒度的绿碳化硅粉料5~10% ;然 后将称量好的上述原材料倒入搅拌机中，机械搅拌混合2~3分钟；
[0016] 第二步，制备湿料:在第一步所备好的基料中加入占所述基料总量5~10%的工业 磷酸铝溶液，继续进行搅拌；
[0017] 第三步，困料:将第二步制得的湿料密封在密闭的容器内，容器内不留空气，进行 困料16~24小时；
[0018] 第四步，拌料:在经过困料处理的所述湿料中再加占所述基料总量5~10 %的工业 磷酸铝溶液，搅拌3~5分钟，即制得可用于施工一一涂覆至气流床粉煤气化设备的炉体内 部的耐火捣打料。
[0019] 优选于:将上述第四步拌料后制得的耐火捣打料施工后，进行养护:在环境温度高 于1 〇 °C的自然环境中养护，严禁浇水。
[0020] 优选于:所述养护时间为：当环境温度在15~25°C之间时，为7天；当环境温度在25 ~40 °C之间时，为3天。
[0021] 优选于:所述养护结束后，进行热处理：
[0022]第一阶段，以烘干水分为主，共计31小时，以20°C为起始温度，按平均每小时上升 10°c的升温速率，4小时后升温至60°C，恒温6小时，再按平均每小时上升10°C的升温速率，5 小时后升温至ll〇°C，恒温6小时，然后按平均每小时上升10°C的升温速率，4小时后升温至 150°C，恒温6小时；
[0023]第二阶段，烘干水分并且伴随不同的化学反应，共计25小时，以150°C为起始温度， 按平均每小时上升20°C的升温速率，7.5小时后升温至300°C，恒温4小时，再按平均每小时 上升20°C的升温速率，7.5小时后升温至450°C，恒温6小时，结束热处理，即制成最终的衬设 在气流床粉煤气化设备本体内部的磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明所制备的一种磷酸二氢铝碳化硅 耐火捣打料能够与煤中灰分熔融物直接接触，具有较好的耐火性、耐磨性、抗渣性和抗热震 性;本发明所制备的耐火捣打料呈半干的松散状，成型前无黏结性，只有在以强力捣打下才 能获得密实的结构;在施工一一将耐火捣打料涂覆至气流床粉煤气化设备本体内部并经适 当的热处理后，使结合剂产生强力结合作用后获得较高的强度;在实验室采用水急冷法对 两种耐火捣打料制品抗热震性进行检测时，抗热震性(ll〇〇°C，水冷)次数均大于50次;本发 明生产工艺简单，使用寿命长，修补方便，有效的解决了气流床粉煤气化设备耐火隔热问 题。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的制备方法流程示意图。
[0026]图2为本发明的第一阶段热处理升温曲线示意图。
[0027]图3为本发明的第二阶段热处理升温曲线示意图。
【具体实施方式】
[0028] 以下将结合各较佳实施例及附图1-3对本发明提出的一种磷酸二氢铝碳化硅耐火 捣打料及其制备方法作更为详细说明。
[0029] 本发明提供一种磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料，其原材料百分比以及成品的测试 参数详见下表一，其使用于气流床粉煤气化设备的炉体内部作为内衬，其包括基料以及结 合剂，如图1所示，其制备方法步骤如下：首先，备基料l〇〇〇kg，所述基料的原材料组分的质 量百分比为： 24#粒度的绿碳化硅砂 30~50%; 80#粒度的绿碳化硅砂 20~30%;
[0030] W80粒度的绿碳化硅粉料 10~20%; W7粒度的绿碳化硅粉料 \^10%；
[0031] 进而，称量24#粒度的绿碳化硅砂400kg、80#粒度的绿碳化硅砂300kg、W80粒度的 绿碳化硅粉料200kg、W7粒度的绿碳化硅粉料100kg;将称量好的上述原材料倒入卧式砂浆 搅拌机中，机械搅拌混合2~3分钟，搅拌均匀后，将混合好的物料倒入储料筒内，贴上标签 以作备用，需要注意的是:物料需要干燥，不允许有粘结现象发生，搅拌应当充分但不宜过 长，以免破坏原有的级配;然后，备结合剂，所述结合剂为浓度是40~70%之间的工业磷酸 铝溶液，其占所述基料总量的10~20%，所述结合剂分两步投入到所述基料中，在上述备好 的基料中加入80kg的工业磷酸铝溶液，继续进行搅拌，得到湿料;将得到的湿料密封在密闭 的容器内，容器内不留空气，进行困料16~24小时；在经过困料处理的所述湿料中再加入 50kg的工业磷酸铝溶液，搅拌3~5分钟，即制得可用于涂覆至气流床粉煤气化设备的炉体 内部作为内衬的耐火捣打料；
[0032] 其次，养护，将上述拌料后制得的耐火捣打料进行施工后，在环境温度高于10°C的 自然环境中养护，严禁浇水;所述养护时间为：当环境温度在15~25°C之间时，为7天；当环 境温度在25~40 °C之间时，为3天；
[0033]最后，所述养护结束后，进行热处理(热处理参数如下表二所示）：
[0034]第一阶段，热处理升温曲线如图2所示，以烘干水分为主，共计31小时，以20°C为起 始温度，按平均每小时上升10°c的升温速率，4小时后升温至60°C，恒温6小时，再按平均每 小时上升10°C的升温速率，5小时后升温至110°C，恒温6小时，然后按平均每小时上升10°C 的升温速率，4小时后升温至150°C，恒温6小时；
[0035]第二阶段，热处理升温曲线如图3所示，烘干水分并且伴随不同的化学反应，共计 25小时，以150°C为起始温度，按平均每小时上升20°C的升温速率，7.5小时后升温至300°C， 恒温4小时，再按平均每小时上升20°C的升温速率，7.5小时后升温至450°C，恒温6小时，结 束热处理，即制成最终的衬设在气流床粉煤气化设备本体内部的磷酸二氢铝碳化硅耐火捣 打料。
[0041 ]注:热处理过程中所述涂覆至气流床粉煤气化设备的炉体内部作为炉体内衬的耐 火捣打料在200~400°C的温度范围内很不稳定，吸潮后极易粉化剥落，因此进行热处理到 这个温度区间时应当特别注意，不能中途停止，表二所列出的温度是按照在烘炉过程中炉 体内衬的最高温度点来制定的，因此，在烘干与热处理过程中，升温与降温速率以炉体内衬 最高温度指示来控制，实际上也需要照顾到最低温度指示处的炉体内衬，因此，实际烘干与 热处理时间应当大于表上所列出的时间。
[0042]综合上所述，本发明的技术方案可以充分有效的完成上述发明目的，且本发明的 结构原理及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，而能达到预期的功效及目的，且 本发明的实施例也可以根据这些原理进行变换，因此，本发明包括一切在申请专利范围中 所提到范围内的所有替换内容;任何在本发明申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案 申请的专利范围之内；应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技 术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范 围。
【主权项】
1. 一种磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料，其特征在于:包括基料以及结合剂，所述基料的 原材料组分的质量百分比含量如下： 24#粒度的绿碳化硅砂 30~50%; 80#粒度的绿碳化硅砂 20~30%; W80粒度的绿碳化硅粉料 10~20%; W7粒度的绿碳化硅粉料 5~10%; 所述结合剂占所述基料总量的10~20%，所述结合剂为工业磷酸铝溶液。2. 如权利要求1所述的磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料，其特征在于:所述基料的原材料 组分的质量百分比含量如下： 24#粒度的绿碳化硅砂 40°/?, 80赫立度的绿碳化硅砂 30%; W80粒度的绿碳化硅粉料 20%; W7粒度的绿碳化硅粉料 1.0%; 所述工业磷酸铝溶液占所述基料总量的13%。3. -种磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料制备方法，其特征在于包括以下步骤： 第一步，备基料:按质量百分比称量24#粒度的绿碳化硅砂30~50%、80#粒度的绿碳化 硅砂20~30 %、W80粒度的绿碳化硅粉料10~20 %、W7粒度的绿碳化硅粉料5~10 % ;然后将 称量好的上述原材料倒入搅拌机中，机械搅拌混合2~3分钟； 第二步，制备湿料:在第一步所备好的基料中加入占所述基料总量5~10%的工业磷酸 铝溶液，继续进行搅拌； 第三步，困料:将第二步制得的湿料密封在密闭的容器内，容器内不留空气，进行困料 16~24小时； 第四步，拌料:在经过困料处理的所述湿料中再加占所述基料总量5~10%的工业磷酸 铝溶液，搅拌3~5分钟，即制得可用于施工的耐火捣打料。4. 如权利要求3所述的磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料制备方法，其特征在于:将上述第 四步拌料后制得的耐火捣打料施工后，进行养护:在环境温度高于l〇°C的自然环境中养护， 严禁浇水。5. 如权利要求4所述的磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料制备方法，其特征在于:所述养护 时间为：当环境温度在15~25°C之间时，为7天；当环境温度在25~40°C之间时，为3天。6. 如权利要求5所述的磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料制备方法，其特征在于:所述养护 结束后，进行热处理： 第一阶段，以烘干水分为主，共计31小时，以20 °C为起始温度，按平均每小时上升10 °C 的升温速率，4小时后升温至60°C，恒温6小时，再按平均每小时上升10°C的升温速率，5小时 后升温至ll〇°C，恒温6小时，然后按平均每小时上升10°C的升温速率，4小时后升温至150 °C，恒温6小时； 第二阶段，烘干水分并且伴随不同的化学反应，共计25小时，以150°C为起始温度，按平 均每小时上升20°C的升温速率，7.5小时后升温至300°C，恒温4小时，再按平均每小时上升 20°C的升温速率，7.5小时后升温至450°C，恒温6小时，结束热处理，即制成最终的衬设在气 流床粉煤气化设备本体内部的磷酸二氢铝碳化硅耐火捣打料。
【文档编号】C04B35/622GK105948766SQ201610269018
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】詹彬, 胡仲
【申请人】江西荣恩能源科技有限公司