[发明专利]一种CFB锅炉用高温无机表面耐磨涂料及其制备方法

说明书

所属技术领域：

本发明涉及一种耐高温的CFB锅炉用无机表面耐磨涂料及其制备方法，其特征在于可在750℃-1100℃的温度范围内对被黏结的炉壁基体提供高强度的耐磨保护作用。 

技术背景：

循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)是上世纪70年代从美国引进的一种可实现煤矸石等低质煤清洁高效燃烧的火力发电锅炉，其原理为煤矸石等低质煤在风力作用下流化并循环燃烧，同时加入石灰石，在燃烧的过程中实现脱硫。这种锅炉比较符合我国煤资源状况，得到较快的发展，目前全国范围内CFB锅炉有2000余台，而且国家的十二五发展规划中还把这种发电锅炉作为重点发展领域。但这种大型发电锅炉在实际运行中也存在许多不足，其中之一是由于煤矸石颗粒硬度较高，在较高的流速下，对炉壁形成强烈冲刷，使炉壁的磨损问题十分严重，需要经常停炉修补。目前使用较多的修补料是刚玉体系的耐火可塑料(中国专利CN101088963，CN101428997，CN102134164A)，这种可塑料密度大，硬度高，耐磨性能优良。但是其与炉壁基体的结合强度较低，经常发生开裂脱落等情况，影响锅炉的稳定运行。本发明的耐高温无机表面耐磨涂料可以弥补这一缺陷，其能在目标温度范围内(750-1100℃)与被修补的炉壁基体共熔烧结而提供高强而且稳定的耐磨作用，提高CFB锅炉炉壁在高温下的耐磨强度，提高CFB锅炉的修补水平，延长修补周期，提高运行质量和运行经济效益，同时也可以用于其他一些相似温度情况下的耐磨修补作业。 

发明内容：

本发明专利采用的技术方案是： 

本专利所提供的高温无机表面耐磨涂料主要有A料和B料组成，其中B料为粉料，A料为胶料，粉料组成如下：矾土骨料和矾土粉料(0-70％)、刚玉骨料和刚玉粉料(0-40％)、硅灰(0-10％)、高铝酸盐水泥(CA70或CA50)(0-12％)、磷酸铝(0-10％)、氧化铝微粉(0-6％)为主要粘结组分，外加少量无机增强和烧结助剂如偏铝酸钠、氧化镍、氧化铁、氧化钴、硼砂、硼酸锌、钨酸钠、氧化锆、氧化铜、氧化锌等；其中，烧结助剂为钨酸钠、硼酸锌、含硼硅酸盐等；A料组成为：以模数为2.3-3.3钠水玻璃及模数在0.25-2.5的锂水玻璃按一定比例混合均匀复合而成透明液体。同时，加入柠檬酸钠、乙醇中的一种或两种作为助渗透剂。它们的摩尔比为1：2.5～5.5：0.05～0.1。所用无机表面耐磨涂料由100份B料：15-70份A料配制而成。 

本专利所研发的高温无机表面耐磨涂料使用方法为：将待修补的壁面基体进行常规的清灰处理后，将混合搅拌均匀的涂料涂抹在炉壁上，压实，待其基本干燥后(约30分钟)即可完成修补。可以根据表面磨损程度进行多次涂抹，但最大厚度在4cm以下。 

与现有技术相比具有的优点： 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

1.大幅提高表面耐磨涂料与炉壁基体的结合强度：目前在CFB锅炉修补中常用的耐高温耐磨修补料与炉壁基体结合强度较低，修补后随着锅炉的升温运行，极易出现起翘、开裂、剥落等情况，从而限制其优良耐磨性能的发挥，有时甚至造成重要的安全事故。本发明的表面耐磨涂料克服了这一缺陷，其配料中的助渗透剂促进涂料在施工过程中对炉壁基体的渗透，随着锅炉的升温运行，锂水玻璃和钠水玻璃在炉壁基体和无机粉料之间提供高强粘结作用，使整个涂料体系与炉壁基体实现陶瓷烧结，甚至与炉壁熔为一体，而刚玉、矾土等无机粉料起到提高涂料硬度、抗磨的作用，所有这些作用综合在一起达到本发明的提高CFB锅炉耐火耐磨高粘结强度的修补作用。目前本发明的涂料与高铝耐火砖的粘结体经900℃烧结后，经测试，抗折强度已达到12.0-21.0MPa，抗拉强度达到4.5-5.6MPa。而以往的耐火耐磨修补料与炉壁基体材料的粘结强度一般只有1.5-2.0MPa左右。本发明的表面耐磨涂料可以从根本上消除CFB锅炉运行过程中表面耐磨涂料的开裂剥落等情况，大幅提高CFB锅炉运行的安全稳定性和经济效益； 

2.施工方便，本发明的高温无机表面耐磨涂料施工方便，其A料和B料为预制料，使用时只需将B料和A料按照100：15-70的比例混合搅拌均匀，涂抹在预先清理的粘接基面上，厚度1.0cm-3.5cm，将被粘结面压实，固化干燥后即可；当用于CFB锅炉耐火耐磨修补作业时，只需将炉壁进行常规清灰处理后，将搅拌好的涂料涂抹在炉壁基面上压实修补即可；