循環流化床鍋爐耐火防磨塗料及其製備方法與流程
2023-05-28 19:51:16
本發明涉及一種防磨塗料，具體涉及一種循環流化床鍋爐耐火防磨塗料及其製備方法。
背景技術：
近年來，循環流化床鍋爐以其環保、節能、高效的特點被發電、供熱企業廣泛應用，但由於其運行原理和使用的燃料熱值低等原因，在生產運行中往往造成鍋爐「四管」的嚴重磨損，導致爆管停爐等事故頻頻發生，對企業的生產和安全造成很大損失。目前針對硫化床鍋爐「四管」的防磨措施主要是超音速電弧噴塗，機關熔敷等技術，但這些技術普遍都有施工設備繁多、工藝複雜、成本高、工期長等缺點，比如電弧噴塗一天只能施工25平方米左右，每平方米造價在1300元左右，而金屬熔敷每臺設備每天則只能施工2平方左右，造價更是高達7000元每平方，這顯然與熱電生產所要求的鍋爐檢修周期短、造價低的特點所不能適應。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種循環流化床鍋爐耐火防磨塗料，高溫耐磨性強、抗硫腐蝕性好，在鍋爐升溫及運行狀態下不起皮、不起泡、不脫落，與各類金屬基材表面具有極強的結合性能和抗熱震性能；本發明還提供其製備方法。
本發明所述的循環流化床鍋爐耐火防磨塗料，包括結合劑和粉料，
結合劑包括以下重量份數的組分：
SiO2 52-57份
K2O 40-42份
Na2O 4-5份；
粉料包括以下重量份數的組分：
其中：
結合劑優選包括以下重量份數的組分：
SiO2 54.7份
K2O 40.4份
Na2O 4.5份；
粉料優選包括以下重量份數的組分：
其中：
結合劑和粉料的重量比為1.0-1.2：0.8-1。
製備粉料的原料包括氧化鐵紅，使燒結後塗料的顏色為紅色、棕紅色或淺紅色，以利於鍋爐管和塗料的區分，並使塗料外觀顯美觀、高檔，顏色隨氧化鐵紅的添加量不同而不同，氧化鐵紅添加量越少顏色越淺；此外，氧化鐵紅的添加使塗料在爐內高溫條件下燒結後顏色保持紅色、棕紅色或淺紅色不變，與燒結之前顏色一致。
本發明所述的循環流化床鍋爐耐火防磨塗料的製備方法，包括以下步驟：
(1)結合劑：將矽砂、苛性鉀和苛性鈉按一定比例混合後加入熔融爐中加熱，形成熔融透明體，冷卻固化後，再放入高壓釜中，通加壓蒸汽溶解，靜置澄清，除去雜質，澄清液經濃縮得到成品；
(2)粉料：將高鋁粉、維羅白泥、鋁酸鈣水泥和氧化鋯微粉，放入球磨機研磨，再加入氧化鐵紅充分混合，混碾，得到產品。
其中：
步驟(1)中加熱為用重油或電加熱至1200～1400℃。
步驟(1)中加壓蒸汽為0.2MPa蒸汽。
粉料中各原料的重量份數為：高鋁粉54-56份、維羅白泥38-40份、鋁酸鈣水泥2.5-3.5份、氧化鋯微粉1.4-1.6份、氧化鐵紅1.4-1.6份。優選地，粉料中各原料的重量百分數為：高鋁粉55％、維羅白泥39％、鋁酸鈣水泥3％、氧化鋯微粉1.5％、氧化鐵紅1.5％。
其中：高鋁粉、維羅白泥、鋁酸鈣水泥、氧化鋯微粉的粒度均在325目以上，均為市售產品。
本發明採用高鋁粉、維羅白泥、鋁酸鈣水泥、氧化鋯微粉和氧化鐵紅作為原料製備粉料。高鋁粉、維羅白泥、鋁酸鈣水泥和氧化鋯微粉配合使用，在提高產品的抗磨強度的基礎上，同時提高產品的結合強度和粘結性，還能提高產品的抗熱震穩定性和耐蝕性。如果將本發明的原料換成其他成分，比如高嶺土、黏土等，做出來的產品不具有本發明如此高的抗磨強度和粘結性。本發明加入氧化鐵紅，使燒結後塗料的顏色為紅色、棕紅色或淺紅色，以利於鍋爐管和塗料的區分，並使塗料外觀顯美觀、高檔；此外，氧化鐵紅的添加使塗料在爐內高溫條件下燒結後顏色保持紅色、棕紅色或淺紅色不變，與燒結之前顏色一致。
作為一種優選的技術方案，本發明所述的循環流化床鍋爐耐火防磨塗料的製備方法，包括以下步驟：
1、結合劑：熔融法，將矽砂和苛性鉀按一定比例混合後加入熔融爐中，用重油或電加熱至1200～1400℃，當形成完全熔融透明體時，從爐中放出冷卻固化後，再放入高壓釜中，通加壓蒸汽(0.2MPa)溶解。將溶液靜置澄清，除去雜質，澄清液經濃縮得到成品。
2、粉料：按重量比將55％的高鋁粉、39％的維羅白泥、3％的鋁酸鈣水泥、1.5％的氧化鋯微粉，放入球磨機研磨40分鐘以上，再加入1.5％的氧化鐵紅充分混合，倒入混碾機混碾30分鐘，完成。
本發明製備的結合劑透明或略帶色稠狀液體，粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好，易溶於水。本發明製備的粉料為微粉，紅色、棕紅色或淺紅色，耐火度1700攝氏度以上。
使用時，將結合劑和粉料按照1.0-1.2：0.8-1的比例充分混合，用攪拌器攪拌20分鐘左右，使結合劑、粉料充分融合，後用濾網過濾。施工時須先用噴砂或角磨機將爐管表面氧化清除，並使之具有一定粗燥度，然後使用塗刷或噴塗的方式將塗料均勻塗敷於基材表面，塗層在24小時之內將自然乾燥，磨損嚴重處可乾燥後再塗刷一遍。施工完畢可立即點爐，無須烘乾。
綜上所述，本發明具有以下優點：
(1)本發明產品在常溫下經24小時以內可自然固化，在爐內高溫條件下可燒結成表面緻密、光滑、堅硬的陶瓷體。
(2)本發明產品具有高溫耐磨性強、抗硫腐蝕性好的特點，且具有很高的結合強度、粘結性和抗熱震穩定性。
(3)本產品在鍋爐升溫及運行狀態下不起皮、不起泡、不脫落，與各類金屬基材表面具有極強的結合性能和抗熱震性能。
(4)可有效防止爐管結灰、結焦現象。
(5)可用作鍋爐金屬噴塗後的封孔劑，防磨、防腐效果大大優於一般封孔劑。
(6)本發明是一種針對流化床鍋爐「四管」的耐火防磨塗料，該塗料經在多臺循環流化床鍋爐上使用，具有優異的耐火性、抗磨性和良好的結合強度，尤其是具有高效的使用效率，每天可施工100平方左右，是目前普遍使用的防磨技術所達不到的。
(7)本申請製備粉料的原料包括氧化鐵紅，使燒結後塗料的顏色為紅色、棕紅色或淺紅色，以利於鍋爐管和塗料的區分，並使塗料外觀顯美觀、高檔；此外，氧化鐵紅的添加使塗料在爐內高溫條件下燒結後顏色保持紅色、棕紅色或淺紅色不變，與燒結之前顏色一致。
附圖說明
圖1為本發明實施例1製備的產品在循環流化床鍋爐中使用七個月後的照片。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明。
實施例1
一種循環流化床鍋爐耐火防磨塗料，包括重量比為1：0.9的結合劑和粉料，
結合劑包括以下重量份數的組分：
SiO2 52份
K2O 42份
Na2O 5份；
粉料包括以下重量份數的組分：
製備方法包括以下步驟：
1、結合劑：將矽砂、苛性鉀和苛性鈉按一定比例混合後加入熔融爐中，用重油或電加熱至1200～1400℃，當形成完全熔融透明體時，從爐中放出冷卻固化後，再放入高壓釜中，通加壓蒸汽(0.2MPa)溶解。將溶液靜置澄清，除去雜質，澄清液經濃縮得到成品。
2、粉料：按重量比將55份的高鋁粉、39份的維羅白泥、3份的鋁酸鈣水泥、1.5份的氧化鋯微粉，放入球磨機研磨40分鐘以上，高鋁粉、維羅白泥、鋁酸鈣水泥、氧化鋯微粉的粒度均在325目以上，再加入1.5份的氧化鐵紅充分混合，倒入混碾機混碾30分鐘，完成。
使用時，將結合劑和粉料按照重量比為1.0：0.9的比例充分混合，用攪拌器攪拌20分鐘左右，使結合劑、粉料充分融合，後用濾網過濾。施工時須先用噴砂或角磨機將爐管表面氧化清除，並使之具有一定粗燥度，然後使用塗刷或噴塗的方式將塗料均勻塗敷於基材表面，塗層在24小時之內將自然乾燥，磨損嚴重處可乾燥後再塗刷一遍。施工完畢可立即點爐，無須烘乾。圖1為本產品在循環流化床鍋爐使用七個月後的照片，可以看出，基本沒有磨損。
實施例2
一種循環流化床鍋爐耐火防磨塗料，包括重量比為1.2：1的結合劑和粉料，
結合劑包括以下重量份數的組分：
SiO2 55份
K2O 41份
Na2O 4.5份；
粉料包括以下重量份數的組分：
製備方法包括以下步驟：
1、結合劑：將矽砂、苛性鉀和苛性鈉按一定比例混合後加入熔融爐中，用重油或電加熱至1200～1400℃，當形成完全熔融透明體時，從爐中放出冷卻固化後，再放入高壓釜中，通加壓蒸汽(0.2MPa)溶解。將溶液靜置澄清，除去雜質，澄清液經濃縮得到成品。
2、粉料：按重量比將54份的高鋁粉、38份的維羅白泥、2.5份的鋁酸鈣水泥、1.4份的氧化鋯微粉，放入球磨機研磨40分鐘以上，高鋁粉、維羅白泥、鋁酸鈣水泥、氧化鋯微粉的粒度均在325目以上，再加入1.4份的氧化鐵紅充分混合，倒入混碾機混碾30分鐘，完成。
使用時，將結合劑和粉料按照重量比為1.2：1的比例充分混合，用攪拌器攪拌20分鐘左右，使結合劑、粉料充分融合，後用濾網過濾。施工時須先用噴砂或角磨機將爐管表面氧化清除，並使之具有一定粗燥度，然後使用塗刷或噴塗的方式將塗料均勻塗敷於基材表面，塗層在24小時之內將自然乾燥，磨損嚴重處可乾燥後再塗刷一遍。施工完畢可立即點爐，無須烘乾。本產品在循環流化床鍋爐使用半年後，基本沒有磨損。
實施例3
一種循環流化床鍋爐耐火防磨塗料，包括重量比為1：0.8的結合劑和粉料，
結合劑包括以下重量份數的組分：
SiO2 57份
K2O 40份
Na2O 4.0份；
粉料包括以下重量份數的組分：
製備方法包括以下步驟：
1、結合劑：將矽砂、苛性鉀和苛性鈉按一定比例混合後加入熔融爐中，用重油或電加熱至1200～1400℃，當形成完全熔融透明體時，從爐中放出冷卻固化後，再放入高壓釜中，通加壓蒸汽(0.2MPa)溶解。將溶液靜置澄清，除去雜質，澄清液經濃縮得到成品。
2、粉料：按重量比將56份的高鋁粉、40份的維羅白泥、3.5份的鋁酸鈣水泥、1.6份的氧化鋯微粉，放入球磨機研磨40分鐘以上，高鋁粉、維羅白泥、鋁酸鈣水泥、氧化鋯微粉的粒度均在325目以上，再加入1.6份的氧化鐵紅充分混合，倒入混碾機混碾30分鐘，完成。
使用時，將結合劑和粉料按照重量比為1：0.8的比例充分混合，用攪拌器攪拌20分鐘左右，使結合劑、粉料充分融合，後用濾網過濾。施工時須先用噴砂或角磨機將爐管表面氧化清除，並使之具有一定粗燥度，然後使用塗刷或噴塗的方式將塗料均勻塗敷於基材表面，塗層在24小時之內將自然乾燥，磨損嚴重處可乾燥後再塗刷一遍。施工完畢可立即點爐，無須烘乾。本產品在循環流化床鍋爐使用半年後，基本沒有磨損。