结合体系对余热发电配套用 高耐磨陶瓷涂抹料性能的影响

水泥窑纯低温余热发电系统工况温度一般在300℃~400℃，部分厂家由于工艺设计不同，工况温度可达400℃~600℃。由于管道内为高速高浓度含尘含熟料颗粒的气体，冲刷异常剧烈，在此温度范围内金属管道抗冲刷和磨损的能力较差，但对耐火材料而言，此工况条件为中低温环境。根据余热发电设备AQC锅炉的内衬设计，沉降室多数为“V”型或海鸥型锚固件，衬里厚度约50mm；风管部分多数为龟甲网结构，衬里厚度约25~30mm，故宜采用涂抹方式施工，尤其是风管涉及弧形顶部施工，因此对材料的粘附性要求较高。本研究主要考察不同结合体系对高耐磨陶瓷涂抹料性能的影响。

结合体系对余热发电配套用 高耐磨陶瓷涂抹料性能的影响

试验

1.原料

选用焦宝石、矾土、氧化铝微粉为主要原料，其化学成分见表1；选用高铝水泥、磷酸盐、水玻璃作为结合剂；选用广西泥、球粘土、膨润土、苏州白土、黑粘土作为结合粘土。

2.试验方法

通过备料—称量—搅拌—成型—脱模—养护—烘干—热处理—性能检测，考察材料各项性能。材料在实验室使用涂抹方式压实成型，按检测目的分别成型为40mm×40mm×160mm的常规试样和100mm×100mm×30mm的耐磨试样，成型后在模内自然养护48h后脱模，再自然养护24h，经110℃×24h烘干后，选取3条进行烘干体积密度、抗折强度和耐压强度的测试。其余试样根据需要分别经350℃×3h、500℃×3h处理，随炉冷却后测试体积密度、抗折强度、耐压强度和耐磨性能。

结果与讨论

1.结合剂种类对材料性能的影响

分别采用高铝水泥、固体磷酸二氢铝、PA胶、固体水玻璃和液体水玻璃作对比试验，其中液体水玻璃选用常用的两种波美度，料团成型状态见表2。

由表2可知，采用磷酸盐或液体水玻璃为结合剂的料团可塑性较好，成型状态良好；采用固体水玻璃为结合剂时，料团可塑性稍差。采用高铝水泥为结合剂的试样体积密度高，虽然其强度性能较好，但耐磨性能稍差，且将造成较大的设备负重。采用磷酸盐为结合剂的两组试样均表现出良好的强度性能和耐磨性能。采用固体水玻璃为结合剂的试样由于料团可塑性稍差，其耐磨性能明显比其他几组差，难以满足冲刷剧烈部位的使用要求。采用液体水玻璃为结合剂的两组试样其体积密度较低，抗折强度显著高于其他几组，耐磨性能推荐，可在高耐磨性能的前提下减轻设备负重，综合性能高。

2.结合粘土种类对材料性能的影响

由于涂抹料需具备较好的粘附性能和耐磨性，同时针对液体水玻璃的特性，要求所使用的粘土需具有较好的粘塑性及一定的保水性，因此以等量的液体水玻璃B为结合剂，选择5种常见粘土进行对比试验：A广西泥、B球粘土、C膨润土、D苏州白土、E黑粘土，其主要化学成分见表3。

由试验结果可知，选用球粘土的试样耐磨性能推荐，耐压强度高，试验过程中其料团较软，保水性良好。选用广西泥的试样综合性能较球粘土稍差。选用膨润土的试样由于塑性较强，吸水性强，搅拌后料团较硬，成型状态不佳，从而导致其强度和耐磨性能较低。选用苏州白土的试样可施工性能较好，但由于其灼烧减量较高，耐压强度和耐磨性能受到较大的影响。选用黑粘土的试样料团较粘较软，可施工性能较好，但耐磨性能稍差。

综上所述，可以得出以下结论：一是水泥窑余热发电用高耐磨陶瓷涂抹料的结合剂选用液体水玻璃，其体积密度较低，抗折强度显著高于采用水泥结合、磷酸盐结合或固体水玻璃结合，耐磨性能推荐，同时可减轻设备负重，综合性能优。

二是水泥窑余热发电用高耐磨陶瓷涂抹料的结合粘土选用球粘土，其料团较软，耐磨性能较其他种类粘土的试样好，耐压强度高，可确保涂抹料获得理想的施工性能和理化性能。