剛玉質耐磨澆注料的性能及應用
剛玉質耐磨澆注料是以剛玉(Al?O?含量≥90%)為主要骨料和粉料,配合結合劑(如鋁酸鹽水泥、磷酸鹽等)及少量添加劑制成的不定形耐火材料,兼具高強度、高耐磨性和優(yōu)良的耐高溫性能,主要用于高溫環(huán)境下受物料沖刷、磨損嚴重的工業(yè)設備內襯。以下從性能與應用兩方面詳細說明:
一、剛玉質耐磨澆注料的核心性能
物理力學性能
1?1高致密性:體積密度通?!?.0g/cm3(骨料級配合理時可達3.2g/cm3),氣孔率≤12%,致密結構是其耐磨性能的基礎。
1?2高強度:常溫抗壓強度≥80MPa(優(yōu)質產品可達100MPa以上),1000℃燒后抗壓強度≥70MPa,高溫下仍能保持結構穩(wěn)定,抵抗物料沖擊。
1?3優(yōu)異耐磨性:按GB/T 18301標準測試,常溫磨損量≤5cm3(普通高鋁澆注料磨損量多在10-15cm3),1000℃熱態(tài)磨損量≤8cm3,耐磨性遠優(yōu)于黏土質、高鋁質澆注料(因剛玉莫氏硬度達9,僅低于金剛石)。
2. 高溫使用性能
2?1耐高溫性:長期使用溫度可達1400-1600℃(取決于結合劑類型:鋁酸鹽水泥結合型上限1400℃,磷酸鹽結合型可達1600℃),能適應冶金、建材等行業(yè)的高溫工況。
2?2抗熱震性:1100℃水冷循環(huán)測試≥15次(部分產品可達20次),優(yōu)于純剛玉磚(脆性大、抗熱震性差),因澆注料中微氣孔可緩沖熱應力。
2?3抗侵蝕性:對酸性、中性介質(如爐渣、飛灰)有良好抵抗性,尤其在含SiO?、Fe?O?的物料沖刷下,不易發(fā)生化學侵蝕(剛玉化學穩(wěn)定性強,僅在高溫下與強堿性物質緩慢反應)。 3. 施工與使用特性
3?1施工適應性:加水(或結合劑)攪拌后流動性好(擴展度≥220mm),可澆筑成型復雜結構(如異形管道、拐角),振搗后密實性高,無需復雜設備。
3?2強度發(fā)展快:鋁酸鹽水泥結合型澆注料常溫養(yǎng)護24小時抗壓強度可達40MPa以上,3天達設計強度的80%,適合快速檢修場景。
二、剛玉質耐磨澆注料的典型應用領域
電力行業(yè)
1?1循環(huán)流化床鍋爐(CFB):主要用于爐膛密相區(qū)、旋風分離器入口及錐體、回料閥內襯。這些區(qū)域受高溫(850-1000℃)循環(huán)物料(煤粒、灰渣)強烈沖刷(流速可達20-30m/s),剛玉質澆注料的高耐磨性可將內襯壽命延長至1-2年(傳統(tǒng)高鋁澆注料壽命僅3-6個月)。
1?2煤粉鍋爐:用于省煤器、過熱器管束防磨罩,抵抗飛灰(含SiO?、Al?O?顆粒)的沖刷磨損,減少管束爆管風險。
2. 冶金行業(yè)
2?1高爐系統(tǒng):高爐爐身下部、爐腰內襯(受爐料下降沖刷),以及出鐵溝、渣溝的“咽喉區(qū)”(鐵水/熔渣流速快、磨損集中),采用磷酸鹽結合剛玉澆注料(耐高溫1500℃以上),可耐受鐵渣侵蝕與機械磨損。
2?2軋鋼加熱爐:爐底水管包扎層、爐門邊框,抵抗鋼坯撞擊與高溫氧化,延長加熱爐檢修周期。
3. 建材行業(yè)
3?1水泥窯:預熱器C1-C4級錐體、管道彎頭(受生料顆粒高速沖刷),分解爐鵝頸管、窯口護板附近(高溫+物料磨損),使用剛玉質澆注料可將壽命從3-6個月提升至1-2年。
3?2玻璃窯:原料倉、溜槽內襯,抵抗石英砂、長石等硬質顆粒的摩擦,避免雜質混入玻璃液影響質量。
4. 礦山與化工行業(yè)
4?1礦山輸送設備:球磨機出口管道、料倉內襯,抵抗礦石(如鐵礦石、銅礦)的沖擊磨損,耐磨性是普通鑄鐵的5-10倍。
4?2化工反應爐:煤粉氣化爐、電石爐的進料口、爐膛下部,耐受高溫(1200-1400℃)與固體物料(煤粉、焦炭)的沖刷,同時抗化學腐蝕。
三、使用優(yōu)勢與注意事
核心優(yōu)勢
1?1壽命長:在強磨損工況下,使用壽命是普通高鋁澆注料的2-5倍,減少停機檢修頻率,降低綜合成本。
1?2適應性廣:可通過調整結合劑類型適應不同溫度區(qū)間(常溫至1600℃)。
1?3施工靈活:無需預制磚,直接澆筑成型,適合復雜結構內襯,且整體性好(無磚縫),避免因磚縫磨損導致的內襯失效。
2. 注意事項
2?1成本控制:剛玉原料價格較高(約為高鋁料的2-3倍),建議用于磨損最嚴重的“關鍵部位”(如CFB鍋爐旋風分離器錐體),非關鍵區(qū)域可搭配高鋁耐磨澆注料。
2?2施工質量:需嚴格控制加水量(通常5%-7%),過量會導致強度下降、耐磨性降低;振搗必須充分(每處振搗30-60秒),避免內部氣孔。
2?3養(yǎng)護條件:鋁酸鹽水泥結合型需自然養(yǎng)護(20℃時養(yǎng)護3天),避免早期受凍或暴曬;磷酸鹽結合型需經低溫烘烤(100-200℃)排除游離水,防止高溫使用時爆裂。
總結
綜上,剛玉質耐磨澆注料憑借“高硬度、高強度、耐磨損、耐高溫”的復合性能,成為高溫強磨損工況下的核心內襯材料,其應用可顯著提升工業(yè)設備的運行穩(wěn)定性與壽命,尤其在電力、冶金、建材等行業(yè)的關鍵設備中不可或缺。
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