一种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，制得的珐琅板具有优异的化学耐用性、耐腐性、热稳定性，适用于装了烟气湿法脱硫除尘处理的火力电厂烟道内壁，具体包括以下步骤：制备搪瓷釉料：a、混合原料：将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材料包括釉料、石英、硼砂、硝酸钡、粘土和亚硝酸钠；b、熔制：将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1200～1400℃温度下，熔化1～3h；c、激冷：将上述熔化后的原料投入水中迅速冷却至室温，而后捞出烘干，凝固得到块状熔块；d、球磨：将熔块、粘土和水加入球磨机中研磨至能够通过40～80目的筛子，制成釉浆。
【专利说明】
一种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及搪瓷板工艺，尤其是一种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，所涉 及的新型釉料的制备方法及生产工艺，制得的珐琅板具有优异的化学耐用性、耐腐性、热稳 定性，适用于装了烟气湿法脱硫除尘处理的火力电厂烟道(烟囱）内壁。
【背景技术】
[0002] 以往火力发电厂不用脱硫时，烟囱排烟经常处于200°C以上的高温状态，筒壁不易 结露，很少形成冷凝酸，因此腐蚀比较轻。而现在需要进行烟气脱硫处理，且这种湿法脱硫 处理不设烟气加热系统的烟肉，所形成的烟气水分含量很高，湿度大，温度低，烟气的结露 现象非常严重。烟气中水气结露后形成的具有腐蚀性的水溶液，沿烟肉内侧壁流下来至专 设的排液口排到脱硫系统的废液池中，这种水溶液对烟囱内壁的腐蚀相当严重。它在流经 烟囱壁时，通过烟囱内衬材料渗透到烟囱结构体，对结构体形成长期腐蚀，严重时甚至危及 到烟囱的安全，同时对烟囱内壁的腐蚀也非常严重。所以如何有效、安全、经济地解决烟囱 的内衬的防腐问题，是该行业内急待解决的一个问题。
[0003] 普通的单筒式耐酸砖防腐烟囱在运行一段时间之后，均有不同程度的腐蚀发生， 筒壁内衬的破损、保温层的破坏以及大量裂缝的出现，使烟肉抵御烟气腐蚀的能力大幅度 降低，腐蚀速度也在不断加快。在增加湿法脱硫装置后，传统烟囱内衬防腐材料不能抵御强 腐蚀的弱点更加显现。
[0004] -般湿法脱硫工程对烟囱防腐材料的要求是：
[0005] ①不易脱落，防腐寿命长。由于烟囱的防腐工程费时、费力，维修不方便，因此，要 求防腐材料使用寿命要长，免维护周期要长。
[0006] ②耐高温，耐酸性介质腐蚀性能好，可以长期在酸性环境中承受高温烟气的冲击。
[0007] ③热震稳定性好，可抵御温度急冷急热变化所带来热疲劳。脱硫设备的故障会导 致烟气直排，瞬间温度可达到250°C以上，这要求防腐材料有较强的耐温度变化的能力。
[0008] ④防水抗渗性能优良，能阻止酸液进一步渗透，保护混凝土基材不受酸液侵袭。 [0009]为此，我公司充分发挥珐琅技术优势，研发高耐腐烟道(烟囱）内壁珐琅板，火力发 电厂采用高耐腐烟道(烟囱）内壁珐琅板，能够具有针对烟气的高耐腐蚀、耐高温、耐酸、耐 碱性能。
【发明内容】
[0010] 本发明主要针对目前搪瓷涂层钢板在装了烟气湿法脱硫除尘处理的火力电厂烟 囱内壁易腐蚀、易磨损、及易软化的缺陷，发明了一种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方 法，采用耐腐蚀、耐磨损、耐温急变性优良的新型搪瓷釉料，同时结合改良的制备工艺，使得 珐琅表面具有光滑细腻、耐磨、耐热急变、防水抗渗性能强等优良性能。
[0011] 本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的，一种火力发电厂烟道用 珐琅板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0012] ⑴制备搪瓷釉料：
[0013] a、混合原料:将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材 料包括釉料、石英、硼砂、硝酸钡、粘土和亚硝酸钠；
[0014] b、熔制:将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1200~1400°C温度下，熔化1~3h;
[0015] c、激冷:将上述熔化后的原料投入水中迅速冷却至室温，而后捞出烘干，凝固得到 块状熔块；
[0016] d、球磨:将熔块、粘土和水加入球磨机中研磨至能够通过40~80目的筛子，制成釉 浆；
[0017] (2)湿法喷涂:将上述研磨得到的搪瓷釉浆，均匀喷涂到钢板上，得到珐琅板；
[0018] (3)烘干:将上述得到的珐琅板置于100~120°C温度下，烘干20~60min;
[0019] ⑷烧制成品：再将烘干后的珐琅板放入熔烧炉中，在860~880°C温度下，烧制8~ 16min〇
[0020] 作为优选，制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：釉料90~110份， 石英15~30份，硼砂0.5~1.5份，硝酸钡0.2~0.5份，粘土5~8份，亚硝酸钠0.1~0.5份，水 40~55份。
[0021] 作为优选，制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：釉料100份，石英 30份，硼砂1份，硝酸钡0.5份，粘土7份，亚硝酸钠0.5份，水45份。
[0022] 作为优选，所所述釉料由以下质量百分比的化合物组成：
[0025]作为优选，所述步骤c中，冷却至室温的原料，捞出后在100~120°C温度下，烘干2 ~4min〇
[0026]作为优选，所述步骤d中，粘土的用量为熔块质量的7%，水的用量为熔块质量的44 ~55%〇
[0027]作为优选，所述步骤（2)中，均匀喷涂到钢板上的搪瓷釉浆容重为1.65~1.85g/ m2,瓷层厚度控制在烧成后170~300μπι之间。
[0028] 一、釉料的调整：
[0029] 由于本釉料特殊的使用环境，制出的珐琅板要求最为严格的方面是其耐腐蚀性、 耐温急变性和耐磨性，针对这三方面的特殊要求我们对釉料的配比进行了调整。
[0030] 釉料的制备原材料中增加了二氧化钛和长石的比重，即在瓷釉配比中加大了 Ti02的组成，很大程度上提升搪瓷的耐腐蚀性能和化学稳定性，为了防止二氧化钛增多造成密 着降低的影响，略微加大了C〇0和NiO的含量。
[0031] Al2〇3的组成增加，显著提高瓷釉的耐热和耐磨性能，故原料中长石的比重加大。
[0032]制备搪瓷釉料的原材料中适当减少了亚硝酸钠的比重，虽然一定程度上降低了瓷 釉的耐高温性能，但同时减少了Na20的引入，一定程度上提升了瓷釉的软化温度；同时加大 石英Si02的引入量来提升瓷釉的烧成温度，使得搪瓷耐高温性能和密着更为出色。石英Si02是影响生成搪瓷层的化学耐久性和机械性能的组分，它能显著地提升瓷釉的软化温度，从 而提高烧成温度。
[0033]制备搪瓷釉料的原材料中加入了 BaC03,作为引进BaO的原料，BaO是影响生成搪瓷 层的化学耐久性、机械性能及热膨胀系数的组分，加入BaC03使得珐琅板具有更好的耐温急 变性能。
[0034]二、板块前处理的调整：
[0035]在制得釉料以后，对烟道(烟囱）内壁钢板的前处理也进行部分调整。鉴于烟道(烟 囱）内壁一般采用的是ART310热乳钢板，厚度为3mm，正常的前处理工艺会使得生产出来的 珐琅板出现鳞爆，不符合客户需求。在综合考虑质量和生产效益两方面后，本发明将平常前 处理生产线中的脱脂缸和热酸缸进行了改进，确保钢板前处理后表面氧化皮完全清理干 净，并不带任何油脂，不会对搪烧造成不良影响。
[0036] 三、烧成工艺的调整：
[0037] 针对瓷釉配方的调整，烧成温度得到了很大的提升空间范围，为保证密着和瓷面 效果，烧成温度区域放在850-880 °C，时间视板块大小在7~16min。
[0038] 综上所述，本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0039] 本发明采用耐腐蚀、耐磨损、耐温急变性优良的新型搪瓷釉料，同时结合改良的制 备工序，使得珐琅表面具有光滑细腻、耐磨、耐热急变、防水抗渗性能强等优良性能;火力发 电厂采用本发明的高耐腐烟道(烟囱）内壁珐琅板，能够具有针对烟气的高耐腐蚀、耐高温、 耐酸、耐碱性能，长时间暴露在高温、高湿度的环境中，依旧能保持表面机械性能的良好;本 发明制备的珐琅板结构更加合理，质量轻，安装维护方便，成本低，换热效率低，使用年限 长。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
[0041 ] 实施例1:
[0042] -种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，包括以下步骤：
[0043] (1)制备搪瓷釉料：
[0044] a、混合原料:将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材 料制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成:釉料1〇〇份，石英30份，硼砂1份，硝 酸钡1份，粘土7份，亚硝酸钠0.5份，水45份;其中，所述釉料由以下质量百分比的化合物组 成：
[0045]
[0047] b、熔制:将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1200°C温度下，熔化3h;
[0048] c、激冷:将上述熔化后的原料投入水中迅速冷却至室温，该冷却至室温的原料，捞 出后在100°C温度下，烘干4min，凝固得到块状熔块；
[0049] d、球磨:将熔块、粘土和水加入球磨机中研磨至能够通过40~80目的筛子，制成釉 浆；
[0050] (2)湿法喷涂:将上述研磨得到的搪瓷釉浆均匀喷涂到钢板上，得到珐琅板，所述 搪瓷釉浆容重为1.65~1.85g/m2,瓷层厚度控制在烧成后170~300μπι之间；
[0051] (3)烘干:将上述得到的珐琅板置于100°C温度下，烘干60min;
[0052] (4)烧制成品:再将烘干后的珐琅板放入熔烧炉中，在850°C温度下，烧制7min。
[0053] 实施例2:
[0054] 一种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，包括以下步骤：
[0055] (1)制备搪瓷釉料：
[0056] a、混合原料:将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材 料制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成:釉料1〇〇份，石英30份，硼砂1份，硝 酸钡1份，粘土7份，亚硝酸钠0.5份，水45份;其中，所述釉料由以下质量百分比的化合物组 成：
[0057]
[0058] b、熔制:将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1200°C温度下，熔化3h;
[0059] c、激冷:将上述熔化后的原料投入水中迅速冷却至室温，该冷却至室温的原料，捞 出后在100°C温度下，烘干4min，凝固得到块状熔块；
[0060] d、球磨:将熔块、粘土和水加入球磨机中研磨至能够通过40~80目的筛子，制成釉 浆；
[0061] (2)湿法喷涂:将上述研磨得到的搪瓷釉浆均匀喷涂到钢板上，得到珐琅板，所述 搪瓷釉浆容重为1.65~1.85g/m2,瓷层厚度控制在烧成后170~300μπι之间；
[0062] (3)烘干:将上述得到的珐琅板置于100°C温度下，烘干60min;
[0063] (4)烧制成品:再将烘干后的珐琅板放入熔烧炉中，在850°C温度下，烧制8min。
[0064] 实施例3:
[0065] 一种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，包括以下步骤：
[0066] (1)制备搪瓷釉料：
[0067] a、混合原料:将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材 料制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成:釉料1〇〇份，石英30份，硼砂1份，硝 酸钡1份，粘土7份，亚硝酸钠0.5份，水45份;其中，所述釉料由以下质量百分比的化合物组 成：
[0068]
[0069] b、熔制:将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1400°C温度下，熔化lh;
[0070] c、激冷:将上述熔化后的原料投入水中迅速冷却至室温，该冷却至室温的原料，捞 出后在120°C温度下，烘干2in，凝固得到块状熔块；
[0071] d、球磨:将熔块、粘土和水加入球磨机中研磨至能够通过40~80目的筛子，制成釉 浆；
[0072] (2)湿法喷涂:将上述研磨得到的搪瓷釉浆均匀喷涂到钢板上，得到珐琅板，所述 搪瓷釉浆容重为1.65~1.85g/m2,瓷层厚度控制在烧成后170~300μπι之间；
[0073] (3)烘干:将上述得到的珐琅板置于120°C温度下，烘干20min;
[0074] (4)烧制成品:再将烘干后的珐琅板放入熔烧炉中，在860°C温度下，烧制8min。
[0075] 实施例4:
[0076] 一种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，包括以下步骤：
[0077] (1)制备搪瓷釉料：
[0078] a、混合原料:将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材 料制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成:釉料1〇〇份，石英30份，硼砂1份，硝 酸钡1份，粘土7份，亚硝酸钠0.5份，水45份;其中，所述釉料由以下质量百分比的化合物组 成：
[0080] b、熔制:将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1400°C温度下，熔化lh;
[0081] c、激冷:将上述熔化后的原料投入水中迅速冷却至室温，该冷却至室温的原料，捞 出后在120°C温度下，烘干2min，凝固得到块状熔块；
[0082] d、球磨:将熔块、粘土和水加入球磨机中研磨至能够通过40~80目的筛子，制成釉 浆；
[0083] (2)湿法喷涂:将上述研磨得到的搪瓷釉浆均匀喷涂到钢板上，得到珐琅板，所述 搪瓷釉浆容重为1.65~1.85g/m2,瓷层厚度控制在烧成后170~300μπι之间；
[0084] (3)烘干:将上述得到的珐琅板置于120 °C温度下，烘干60min;
[0085] (4)烧制成品:再将烘干后的珐琅板放入熔烧炉中，在860°C温度下，烧制8min。
[0086] 对生产得到的珐琅板进行性能指标的测试:将生产得到的珐琅板放在350°C温度 下，恒温加热30分钟，冷却至室温;上述步骤反复进行5次后;珐琅板仍不裂瓷，无气孔，且表 面不软化。
[0087] 搪瓷涂层钢板基体钢板的厚度通常为2.8-3.0mm，其最小厚度不小于2.8mm，并应 满足工程的要求。
[0088] 本发明的标准产品适用于装了烟气湿法脱硫除尘处理的火力电厂烟道(烟囱）内 壁，采用化学锚栓与经环氧树脂防锈处理方式的槽钢龙骨连接，珐琅板与龙骨用镀钛螺丝 连接，连接处填有耐高温耐酸填片，珐琅板之间也用镀钛螺丝连接。
[0089]对于火力电厂烟道(烟囱）专用珐琅板，采用耐高温多300°C、耐酸、耐候的密封胶。 [0090] 一、耐酸及电火花测试，瓷层耐30 %硫酸煮沸18小时，侵蚀量< 2g/m2。
[0092] 二、密着，丝状AA级。
[0093] 三、耐温急变，耐温急变350°C，5次无裂纹;进行耐温急变性能测试，若无爆瓷，反 复试验进行5次;5次测试后无裂纹无爆瓷。
[0094]四、耐磨，瓷层厚度167μηι，陶瓷耐磨测试机30min，损失质量llg/m2。
[0095] 表1搪瓷钢板内外表面搪瓷瓷层厚度单位为毫米
[0096]
[0097]表2搪瓷钢板表面瓷层质量
[0099]表3瓷层表面划伤和擦伤的允许范围 [0101]表4搪瓷钢板理化性能表
[0102]试验方法按标准JG/T234-2008《建筑装饰用搪瓷钢板》
[0104] 搪瓷涂层钢板表面是脆性体，产品的贮存很重要，应防止重压和硬物体的冲击。贮 存时堆码不宜过高，避免与有害介质接触。
[0105] 文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域 的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代， 但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1. 一种火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 制备搪瓷釉料： a、 混合原料:将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材料包 括釉料、石英、硼砂、硝酸钡、粘土和亚硝酸钠； b、 熔制:将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1200~1400 °C温度下，熔化1~3h; c、 激冷:将上述熔化后的原料投入水中迅速冷却至室温，而后捞出烘干，凝固得到块状 熔块； d、 球磨:将熔块、粘土和水加入球磨机中研磨至能够通过40~80目的筛子，制成釉浆； (2) 湿法喷涂:将上述研磨得到的搪瓷釉浆，均匀喷涂到钢板上，得到珐琅板； (3) 烘干:将上述得到的珐琅板置于100~120 °C温度下，烘干20~60min; (4) 烧制成品：再将烘干后的珐琅板放入熔烧炉中，在860~880 °C温度下，烧制8~ 16min〇2. 根据权利要求1所述的火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，其特征在于，制备搪瓷 釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：釉料90~110份，石英15~30份，硼砂0.5~1.5 份，硝酸钡〇. 2~0.5份，粘土5~8份，亚硝酸钠0.1~0.5份，水40~55份。3. 根据权利要求2所述的火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，其特征在于，制备搪瓷 釉料的原材料由以下质量份的化合物组成:釉料100份，石英30份，硼砂1份，硝酸钡0.5份， 粘土7份，亚硝酸钠0.5份，水45份。4. 根据权利要求1或2或3任意一项所述的火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，其特 征在于，所述釉料由以下质量百分比的化合物组成： B2O3 6.5%、Si〇2 57.10%、Na20 12.00%、Mg0 0.30%、 P2O5 0.08%、Ah〇3 4.0%、Mo03 0.30%、BaO 2.0%、 K2O 5.0%、Ca0 2.0%、Ti〇2 3.0%、Cr2〇3 0.08%、 MnO 0.60%、Fe2〇3 0.40%、C〇0 1.5%、Ni0 0.50%、 CuO 0.60%、Zn0 0.50%、Nb2〇5 0.02%、Zr〇2 1.50%、 HfO2 0.05%、S03 0.05%、CaF2 1.92%。5. 根据权利要求4所述的火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，其特征在于，所述步骤 c中，冷却至室温的原料，捞出后在100~120°C温度下，烘干2~4min。6. 根据权利要求4所述的火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，其特征在于，所述步骤 d中，粘土的用量为熔块质量的7 %，水的用量为熔块质量的44~55 %。7. 根据权利要求4所述的火力发电厂烟道用珐琅板的制备方法，其特征在于，所述步骤 (2)中，均匀喷涂到钢板上的搪瓷釉浆容重为1.65~1.85g/m2,瓷层厚度控制在烧成后170 ~300μηι之间。
【文档编号】C03C8/08GK105951098SQ201610274163
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】邢翰学, 曹益亭, 江峰, 王永, 方淑玲, 黄新亮
【申请人】浙江开尔新材料股份有限公司