專利名稱：乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，具體涉及乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件用耐火澆注 料。
背景技術(shù)：
乙烯裂解爐廢熱鍋爐澆注封頭是乙烯裂解爐廢熱鍋爐的一個(gè)重要組件，包括上封 頭和下封頭，使用工況非?？量?，它直接與900°C的裂解氣接觸、承受結(jié)焦焦塊的沖刷、需承 受頻繁開停工所帶來的溫度急變；耐磨插件澆注料使用壽命為兩年左右，屬于易耗品。通過 分析，乙烯裂解爐廢熱鍋爐澆注封頭插件產(chǎn)生缺陷的主要原因?yàn)橹谱鞑寮臐沧⒘系臒?震穩(wěn)定性差、耐高溫沖刷性不夠。目前工廠中使用的廢熱鍋爐澆注封頭特別是插件部位容易產(chǎn)生較大裂紋，插件澆 注料部位脫落嚴(yán)重，致使封頭外部超溫，并堵塞裂解氣通道?，F(xiàn)有技術(shù)公開有煉鐵爐口用無機(jī)非金屬耐火澆注料如CN200710193011. 6和煉鋼 電弧爐蓋用耐火澆注料如CN200710052640. 7，但因?yàn)槠洚a(chǎn)品為高級(jí)耐火材料，制造成本較 高，而且難以承受頻繁開停工帶來的溫度急變，不適合乙烯裂解爐封頭插件用澆注料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有熱震穩(wěn)定性好、耐高溫沖刷性強(qiáng)和低成 本的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的
乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，所述封頭插件澆注料以板狀剛玉、硅微粉、活性 氧化鋁和鋁酸鈣水泥為原料，與分散氧化鋁ADS/ADW和防爆纖維混合制備而成，各組分重 量百分比如下
板狀剛玉85-95% 硅微粉0. 5-3% 活性氧化鋁2-8% 鋁酸鈣水泥1.5-7% 上述原料總量為100% ； 外加分散氧化鋁ADS或ADW 0. 1-5% 防爆纖維0. 02-0. 2%ο所述板狀剛玉是一種燒結(jié)剛玉，具有結(jié)晶粗大、發(fā)育良好的α “ Al2O3晶體結(jié)構(gòu)，有 良好的加熱體積溫度性和良好的抗熱震能力，作為本發(fā)明高鋁質(zhì)耐火材料的骨料。優(yōu)選地，本發(fā)明的板狀剛玉重量百分比為90%。所述硅微粉是一種超微固體物質(zhì)，它對(duì)耐火材料的改善有重要作用，填充于耐火 材料孔隙中；硅微粉具有很強(qiáng)的活性，在水中形成膠體粒子，加入適量的分散劑，可增強(qiáng)其 流動(dòng)性和耐高溫性，從而改善澆注料的性能并延長耐火制品的使用壽命。加入重量％為 0. 5-3%的硅微粉，提高了體積密度，降低了顯氣孔率，增加了其致密性和強(qiáng)度。優(yōu)選地，本發(fā) 明所述硅微粉的二氧化硅含量為98%。更優(yōu)選地，所述硅微粉重量百分比為1%。所述活性氧化鋁是經(jīng)過充分細(xì)磨、以原晶尺寸大小Iym的a - Al2O3為基本組成。 加入重量％為2-8%的活性氧化鋁粉能增加產(chǎn)品穩(wěn)定性、提高產(chǎn)品在400°C 1000°C中溫區(qū) 間內(nèi)的強(qiáng)度、增加流動(dòng)度。流動(dòng)度是測定耐火澆注料流動(dòng)性的一種技術(shù)指標(biāo)，可鑒別澆注料 的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，一定程度上反映澆注料的作業(yè)性；流動(dòng)性則是耐火澆注料的一項(xiàng)重要 指標(biāo)，它決定了澆注料施工的難易程度。優(yōu)選地，本發(fā)明的活性氧化鋁重量百分比為5%。本發(fā)明加入重量％為1. 5-7%的鋁酸鈣水泥，作為澆注料的促凝劑，并可提高剛玉 基澆注料的熱震穩(wěn)定性和抗渣性。優(yōu)選地，所述鋁酸鈣重量百分比為4%。本發(fā)明的鋁酸鈣水 泥可以是不低于國標(biāo)CA-75的鋁酸鈣水泥或凱斯諾(中國)鋁酸鹽水泥有限公司的SeCar71 鋁酸鈣水泥，更優(yōu)選凱斯諾(中國)鋁酸鹽水泥有限公司的SeCar71鋁酸鈣水泥。發(fā)明人經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)證明，在不添加硅微粉、氧化鋁或鋁酸鈣水泥條件下制備的澆 注料強(qiáng)度低，熱抗震性能弱。本發(fā)明乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料外加了重量％為0. 1-5%的分散性氧 化鋁粉ADS或ADW (S代表夏天，澆注料凝結(jié)延遲；W代表冬天，澆注料凝結(jié)加速)，為澆注料 提供適當(dāng)分散、快速潤濕和凝結(jié)時(shí)間控制，增加了澆注料流動(dòng)性、提高了產(chǎn)品強(qiáng)度。由于含 硅微粉的澆注料的沉降機(jī)制敏感，受氣候條件影響強(qiáng)烈，很少量添加劑的不當(dāng)加入會(huì)對(duì)澆 注料的施工性能和使用性能產(chǎn)生較大影響，因此加入新型分散劑ADS或ADW，用于含硅微粉 的澆注料，能夠進(jìn)一步分散澆注料并調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，使?jié)沧⒘显诤康偷那闆r下可以安 全使用。優(yōu)選地，所述分散氧化鋁ADS或ADW的重量百分比為0. 5%。本發(fā)明乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料還外加了重量％為0. 02-0. 2%的防爆 纖維，防止熱處理過程中產(chǎn)生爆裂。優(yōu)選地，所述防爆纖維重量百分比為0.05%。本發(fā)明澆注料組分中的各成分原料的優(yōu)選質(zhì)量指標(biāo)為 板狀剛玉原料=Al2O3彡99% ；
硅微粉原料=SiO2 彡 98%、Fe2O3 ( 0. 02% ； 活性氧化鋁原料=Al2O3彡99% ； 鋁酸鈣水泥=Al2O3 70-72%, CaO 20_23%。發(fā)明人經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)證明，即便添加了硅微粉、氧化鋁或鋁酸鈣水泥，而不添加分散 性氧化鋁粉ADS/ADW或防爆纖維，制備的澆注料強(qiáng)度仍不佳、產(chǎn)品不耐高溫易爆裂。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果
1.插件澆注料在400°C 1000°C中溫區(qū)間內(nèi)的強(qiáng)度增加、流動(dòng)好；
2.插件澆注料的體積密度提高，氣孔率降低，致密性增加；
3.插件澆注料在含水量低的情況下可以安全使用；
4.插件澆注料在熱處理過程中的防爆裂性增加；5. 插件澆注料熱震穩(wěn)定性好、可制備能夠承受頻繁開停工帶來的溫度急變、耐高溫 沖刷性強(qiáng)、使用壽命長的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
用電子秤稱量板狀剛玉、硅微粉、活性氧化鋁、鋁酸鈣水泥、分散氧化鋁ADS/ADW和防 爆纖維按表2A比例混合，用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌。板狀剛玉由安邁公司產(chǎn)的18%重量百分比的粒徑為O-Imm的板狀剛玉、18%重量百 分比的1-2號(hào)板狀剛玉、18%重量百分比的粒徑為l_3mm的板狀剛玉、20%重量百分比的粒 徑為3-5mm的板狀剛玉、8%重量百分比的180目板狀剛玉、8%重量百分比的320目的板狀 剛玉組成?；钚匝趸X為安邁公司產(chǎn)品，晶粒尺寸為1 μ m。防爆纖維為聚丙烯類有機(jī)纖維。
實(shí)施例二 實(shí)施例五
實(shí)施方法如實(shí)施例一，不同的是選材和比例，具體材料選擇和含量見表2A。
比較實(shí)施例一 比較實(shí)施例五
實(shí)施方法如實(shí)施例一，不同的是選材和比例，具體材料選擇和含量見表2B。
乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料的抗折強(qiáng)度、耐壓強(qiáng)度是評(píng)價(jià)澆注料機(jī)械性能及 耐沖刷性能的重要指標(biāo)，強(qiáng)度越大，證明澆注料的性能越好。燒后線變化率是指澆注料每次 在同等溫度變化中體積發(fā)生膨脹收縮的變化，是評(píng)價(jià)耐火材料穩(wěn)定性的重要參數(shù)，燒后線 變化率越小，證明澆注料隨溫度升降的變化越小，穩(wěn)定性越好。
如表1所示，實(shí)施例一至五制備的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料的抗折強(qiáng)度、 耐壓強(qiáng)度高，而對(duì)比實(shí)施例澆注料抗折強(qiáng)度、耐壓強(qiáng)度的測得值較低，證明本發(fā)明實(shí)施例的 封頭插件澆注料機(jī)械性能及耐沖刷性能高。實(shí)施例一至五制備的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封 頭插件澆注料的燒后線變化絕對(duì)值小，而對(duì)比實(shí)施例封頭插件澆注料的燒后線變化絕對(duì)值 大，證明本發(fā)明實(shí)施例封頭插件澆注料的穩(wěn)定性好。
權(quán)利要求
乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所述封頭插件澆注料以板狀剛玉、硅微粉、活性氧化鋁和鋁酸鈣水泥為原料，與分散氧化鋁ADS/ADW和防爆纖維混合制備而成,各組分重量百分比如下板狀剛玉85 95%硅微粉 0.5 3%活性氧化鋁 2 8%鋁酸鈣水泥 1.5 7%上述原料總量為100%；外加分散氧化鋁ADS或ADW 0.1 5% 防爆纖維 0.02 0.2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭澆注料，其特征在于所述板狀剛 玉原料的質(zhì)量指標(biāo)為Al2O3≥99%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭澆注料，其特征在于所述硅微粉 原料的質(zhì)量指標(biāo)為SiO2≥98%、Fe2O3 ≤ 0. 02%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所 述硅微粉重量百分比為1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭澆注料，其特征在于所述活性氧 化鋁原料的質(zhì)量指標(biāo)為Al2O3 ≥ 99%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所 述活性氧化鋁重量百分比為5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭本體澆注料，其特征在于所述鋁 酸鈣水泥的質(zhì)量指標(biāo)為Al2O3 70-72%, CaO 20_23%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所 述鋁酸鈣水泥重量百分比為4%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所述 分散氧化鋁ADS或ADW重量百分比為0. 5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件澆注料，其特征在于所述 防爆纖維重量百分比為0.05%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐火材料，具體涉及乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件用耐火澆注料，所述封頭插件澆注料以板狀剛玉、硅微粉、活性氧化鋁和鋁酸鈣水泥為原料，與分散氧化鋁ADS/ADW和防爆纖維混合制備而成,各組分重量百分比如下板狀剛玉85-95%；硅微粉0.5-3%；活性氧化鋁2-8%；鋁酸鈣水泥1.5-7%；原料總量為100%；外加分散氧化鋁ADS或ADW0.1-5%；防爆纖維0.02-0.2%。該乙烯裂解爐廢熱鍋爐封頭插件用耐火澆注料熱震穩(wěn)定性高、耐高溫沖刷性、成本低。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101955363SQ201010296668
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者潘永忠, 王明 申請(qǐng)人:王明