保溫襯磚高強度微導熱漂珠襯磚及保溫制品的研制

空心漂珠是經(jīng)人工或機械從粉煤灰中收集提取出來的。它是一種比重小于1，浮于水而的硅酸鋁質(zhì)的空心玻璃球，在粉煤灰中的含量一般只占0.巧%左右，其特征是質(zhì)輕壁薄，球體內(nèi)含有一定的二氧化碳和氮氣，具有耐壓強度高、耐火度大、耐磨性強、導熱系數(shù)低、隔熱性能好的優(yōu)點。用它制成保溫隔熱和耐火耐磨的漂珠制品，節(jié)能效果相當顯著，經(jīng)濟效益也十分可觀。

通過多次多配方小規(guī)模的工業(yè)性生產(chǎn)試驗，制得系列空心漂珠襯磚和保溫制品，經(jīng)檢測，各項指標均符合國家GB3994一83標準。部分產(chǎn)品技術性能見表l。

1、配方比例

漂珠分別按重量比50%、60%·、65%、75%，并以不同的粘結粉、增強劑、外加劑，在相同的工藝條件下進行試驗。配方應把握生產(chǎn)原料含鋁量在35%以上，含鐵量在3%以下。

2、原料選用

采用從揚州發(fā)電廠4號爐粉煤灰中提取的漂珠及粘結粉、增強劑、外加劑。其中漂珠含有少量粉煤灰和未燃盡的碳粒，會影響制品質(zhì)量。我們利用漂珠比重小于水的特點，將其倒入水中沖洗，除去粉煤灰、碳粒和雜質(zhì)。水洗后的漂珠經(jīng)過自然風干和烘干后，過80目篩進行篩選，再除去殘余的碳粒雜質(zhì)。對于塊狀粘結料要經(jīng)機械破碎，再過80目篩篩選，保證粘結粉有一定的細度，以利與漂珠結合，

3、混料陳腐

根據(jù)配方，將篩選后的漂珠和各種配料按先投漂珠后投粘結粉、增強劑、外加劑的混練程序，逐一稱量投入混料機內(nèi)。待反復干拌到顏色均勻一致后加入23%~25%的清水。進行二次攪拌直至干濕均勻為止?；炀殨r間為10分鐘?；炀毩蠎谷胩囟ǖ娜萜鲀?nèi)，濕布封口陳腐1天~2天，以便取得更好的粘結效果。壓機成型的混料水份宜控制在7%~8%范圍內(nèi)。

4、坯體成型

漂珠襯磚和保溫磚體積密度在1.1克/厘米³以上者，采用40噸小型壓力機壓鑄成型。壓強應在15牛頓/毫米²一20牛頓/毫米²左右。這種方法的優(yōu)點為：制品外型尺寸準確、外觀無缺角剝邊、體積密度大、抗壓強度高。體積密度在0.5克/厘米³一1.1克/厘米³之內(nèi)者，采用夾板錘打壓成型。這種方法的優(yōu)點為：制品外形尺寸及外觀質(zhì)量能符合國家規(guī)范要求、體積密度小、保溫性能好。特別是體積密度在0.5克/厘米，以下的制品.由于脫模后強度低，脫模要仔細，要輕拿輕放。

5、坯體干燥

剛成型的坯體還有一定的水份，因而強度不高，必須干燥除水。待有一定強度后方可進窯燒結。因此，坯體風干2天~3天，也可通過隧道窯的干燥室，利用煙氣余熱進行烘干。一般8小時即可去掉12%~18%的水份，達到進窯燒結的工藝要求。但不可將坯體放在太陽光下曬干，否則易造成開裂，影響成品質(zhì)量。

6、人窯燒結

干燥后的坯體在軌道車上送入隧道窯，經(jīng)過預熱、鍛燒、冷卻三個過程燒結成制品出窯。窯爐溫度宜控制在110~120^。C范圍內(nèi)，燒結用期為18小時~20小時。為了確保漂珠制品優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低耗，必須掌握好燒結溫度，用鉑鍺熱電偶監(jiān)測和控制。制品裝車入窯連續(xù)運行速度宜控制在1米/時左右。燒結后的漂珠制品內(nèi)部結構由松散的結合體瓷化成結構緊密、耐壓強度高、保溫性能好、呈芽黃色的致密體。

燃煤火電廠排放的粉煤灰是含有七種固體微粒的高分散度集合體，其中空心漂珠就是一種有廣泛用途的玻璃球狀顆粒。長期以來，漂珠隨著粉煤灰一起被當作殘渣廢物排除掉.既浪費了大量寶貴的物質(zhì)財富，又污染了自然環(huán)境，因而綜合開發(fā)利用空心漂珠，使其變廢為寶，為電力生產(chǎn)建設發(fā)揮經(jīng)濟效益，成為當前電力系統(tǒng)科技人員刻不容緩要解決的重要課題。據(jù)了解有些發(fā)電廠在漂珠的收集和深加工方面已取得一些成果。以揚州發(fā)電廠4號爐粉煤灰中篩選的空心漂珠作為主要原料，加入粘結粉、增強劑、外加劑研制成功的高強度微導熱漂珠襯磚和保溫制品，經(jīng)過國家耐火材料質(zhì)量監(jiān)督測試中心檢測，其理化技術性能均符合國家頒發(fā)的耐火保溫材料質(zhì)量標準，可廣泛應用于冶金、電力、化工、陶瓷、玻璃等行業(yè)的爐窯、管道、煙囪、煙道熱工設備及建筑恒溫墻壁和隔熱屋頂。

經(jīng)過干燥的漂珠制品坯體在入窯，預熱、緞燒、冷卻過程中，內(nèi)部結構發(fā)生瓷化現(xiàn)象。在高倍顯微鏡下，可觀察到制品內(nèi)部是無數(shù)如玻璃球體的漂珠瓷化重疊成許多多孔珊瑚礁狀體，外表呈芽黃色，敲擊聲音清脆，棱角規(guī)矩整齊，外形尺寸準確，成品合格率高.實屬一種技術性能良好的新型節(jié)能產(chǎn)品。

體積密度在1.1克/厘米³以上的漂珠襯磚的抗壓強度可達110千克力/厘米²，熱導率為0.28瓦/米·開爾文；耐酸腐蝕性能極好，即使在98%濃硫酸內(nèi)浸泡24小時，也無任何變化或損壞。該產(chǎn)品在生產(chǎn)成本費用方面與普通耐火磚基本相當。如用于工業(yè)窯爐煙囪、煙道內(nèi)襯，其性能明顯優(yōu)于普通耐火磚，能夠起著隔熱保溫作用，提高熱利用率；可以減輕煙囪內(nèi)襯結構自重，節(jié)省工程造價；能夠提高煙道抗煙硫的腐蝕能力.延長構筑物的使用壽命。體積密度在0.49克/厘米³~0.6克/厘米³之間的漂珠保溫磚的抗壓強度為45.5千克力/厘米²，重燒線變化為-0.1%，熱導率為0.22瓦/米·開爾文，同樣具有極好的抗硫腐蝕能力。該產(chǎn)品在有關廠家窯爐保溫層上使用，大大提高窯爐的保溫性能，較原用硅藻士保溫磚的窯爐有效熱利用率提高20%，每立方米保溫層砌體節(jié)省費用120元。如與硅酸鋁制品相比，則每噸漂珠保溫制品可節(jié)省費用3400元左右。由此可見，漂珠保溫制品不僅為電力系統(tǒng)找到一條綜合開發(fā)利用的途徑，而且為其他行業(yè)提供了一種完全新型的節(jié)能產(chǎn)品。

漂珠制品的耐壓、耐磨、保溫的良好性能，在很大程度上與漂珠質(zhì)量的優(yōu)劣有關，而漂珠的自身質(zhì)量又取決于其形成因素，因此要獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的漂珠：（1）發(fā)電鍋護要選燃優(yōu)質(zhì)煤；（2）要嚴格控制爐內(nèi)煤粉燃燒溫度；（3）要調(diào)節(jié)好爐內(nèi)溫度冷卻的速度。要使漂珠保溫制品具有良好的保溫隔熱性能，同時還要想法提高制品的耐壓強度。通過多次試驗發(fā)現(xiàn)適當加入硅灰石，能明顯改善坯體收縮，提高制品抗壓強度?？傊樾阅軆?yōu)良，用途極廣。

(1)爐身磚襯測厚裝置具有結構簡單、測量方法簡便、測量數(shù)據(jù)可靠、經(jīng)濟適用等特點。用該裝置所測的磚襯溫度梯度分明且相對穩(wěn)定，可以比較直觀地反映磚襯工作狀況和剩余厚度。

(2)該裝置在武鋼2號高爐使用后，高爐操作者根據(jù)所測的磚襯溫度，采取相應的保護措施，控制磚襯溫度在1000℃以下，多數(shù)為900℃以下的較低溫度水平，對保護磚

襯、延長其使用壽命和高爐高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有明顯的作用，與一般粘土磚爐身壽命相比，有效地延長了護身磚襯使用壽命，并具有較好的技術效果和經(jīng)濟效益。

(3)該裝置除測磚襯厚度外，對邊緣氣流分布狀況，爐料負荷輕重及爐缸工作狀況反應較為敏感，因而為高爐操作者判斷爐況、調(diào)節(jié)爐況提供了一個很好的監(jiān)測手段。

(4)該裝置所測溫度，可以反映冷卻壁的工作情況 。2100433B

我國高爐工作者早就希望有一種簡易方法測量高爐爐身磚襯剩余厚度。我們在進行“延長爐身壽命的研究”課題過程中，也急需掌握高爐爐身磚襯侵蝕速度。為此，我們設計并制作了一種高爐爐身磚襯剩余厚度監(jiān)測裝置，于1985年4月在武鋼2號高爐第三代第一次中修時安裝到爐身磚襯中。目前使用正常，可以直觀地測出磚襯侵蝕狀況，并為高爐操作者提供了一個判斷爐況和維護合理爐型的檢測手段。該裝置結構簡單，所測數(shù)據(jù)可靠?，F(xiàn)對該裝置的結構、測定方法和使用效果進行介紹 。

該裝置是一種精密型多頭熱電偶，它可以測出磚襯徑向的各點溫度波動情況.其結構是將數(shù)支熱電偶裝在一個保護套管內(nèi)，每支電偶的長度不等，根據(jù)所需測量點位置而定。這種多頭熱電偶在2號高爐同一方位的不同高度上裝了三支。

該裝置判斷磚襯厚度的依據(jù)為:

①當磚襯逐漸被侵蝕至某一部位，該部位電偶露入爐內(nèi)而被損壞;

②由于電偶燒斷之后能自動熔焊而重新顯示溫度，因此爐內(nèi)端相鄰兩支電偶溫度接近，也表明該兩點間磚襯被侵蝕;

③一個時期內(nèi)，當各點溫度保持穩(wěn)定狀態(tài)，或保持相同的溫度梯度，說明磚襯也保持穩(wěn)定而未被侵蝕 。