均質料對垃圾焚燒爐用耐磨澆注料性能的影響

劉淑煥　占華生　鄭華

摘 要：為了研究均質料對垃圾焚燒爐用耐磨澆注料性能的影響，本文以高鋁礬土、均質料為主要原料；以二氧化硅微粉、鋁酸鈣水泥、α-Al2O3微粉等為輔助原料；外加定量的水和分散劑配制成高強耐磨澆注料，并利用回轉抗灰渣實驗研究了添加均質料的澆注料抗飛灰（堿度為1.0）的侵蝕性能。結果表明：均質料引入，明顯降低耐磨澆注料的顯氣孔率，提高了產品的強度，改善其耐磨性，以及改善了耐磨澆注料抗灰渣滲透侵蝕性能。

關鍵詞：耐磨澆注料；均質料；飛灰；回轉抗渣

1 前言

垃圾焚燒爐的工作溫度一般不超過1400℃，但復雜的工作環境（如：氣體的侵蝕、垃圾在高溫移動過程中對爐體內部的磨損和沖擊），要求其具有優質的耐火材料內襯。因此，通常要求耐火材料具有如下特點：（1） 高強度和良好的耐磨性。以抵抗固體物料的磨損和熱氣流的沖刷；（2） 良好的體積穩定性和耐酸性。以抵抗爐內酸性物質的侵蝕；（3） 良好的熱震穩定性。以抵抗爐溫的變化對材料的破壞；（4） 良好的抗CO侵蝕能力。以避免因CO侵蝕而引起爐襯崩裂。而且，隨著焚燒爐大型化的發展趨勢，對焚燒爐用耐火材料技術要求也越來越嚴格[1]。

一般焚燒爐用高鋁質耐磨澆注料主要原料大多采用傳統的高鋁礬土熟料，而高鋁礬土隨著產地的差異，其原料組成不同，尤其是雜質種類和含量差異較大。而且，受傳統的燒成工藝和人工揀選工藝的影響，高鋁礬土熟料具有質量不夠穩定、加工不夠精細、均勻性差等特點，這嚴重影響了耐磨耐火澆注料性能指標的穩定性和均勻性。甚至會出現高溫爐襯局部磨損、滲透及侵蝕過快等問題，嚴重降低了耐磨材料的使用壽命和高溫窯爐的利用效率。

均質類材料是通過均化工藝和適當高溫煅燒從而達到結構、性能和質量的穩定、均勻，避免雜質集中的現象。我國在“八·五”攻關中，根據礬土的鋁含量和雜質的特點，進行了高鋁礬土均化料的研究開發工作，逐漸開發了Al2O3含量為70%～90%、體積密度為2.9～3.5 g·cm-3的均質料。人工合成均質料，具有低氣孔率、低吸水率、體積密度高，以及高均勻性等特點[2]。因此，本文分析了均質料在垃圾焚燒爐用耐磨澆注料中的應用情況，為焚燒爐用均質料質耐磨澆注料的開發提供了理論依據。

2 實驗內容

2.1 實驗原料及試樣制備

本文所采用的主要原料為高鋁礬土和均質料；輔助原料包括鋁酸鈣水泥、α-Al2O3微粉和二氧化硅微粉等；外加高效分散劑，詳情如表1所示。實驗配方如表2所示。

按照表2進行稱量、配料、預混，并在小型混練機中加水強制攪拌（外加定量分散劑）后，再成型。試樣室溫養護24h后脫模，并在110℃干燥24h后備用。

2.2 實驗方法

對試樣在110℃干燥24h，并在1100℃保溫3h后對試樣進行顯氣孔率、抗折耐壓強度以及耐磨性等檢測?？够以治g試驗采用回轉抗渣裝置[3]。回轉抗渣試驗以混合煤氣（煤氣和氧氣混合氣體）為熱源對材料進行加熱升溫，到達預定溫度1400 ℃時，開始投入堿度（C/S）為1.0的焚燒爐飛灰，每次投入的焚燒爐飛灰為1kg，加入總量為6kg，試驗侵蝕時間為6 h。試驗結束后，將被侵蝕試樣從中間切開，然后測量并計算出試樣平均侵蝕量和最大侵蝕量。

3 結果分析與討論

3.1 物理性能分析

1#和2#試樣在110℃和1100℃溫度下的顯氣孔率和試樣強度的關系如圖1、圖2、圖3和圖4所示。耐磨區形貌對比如表5所示。

從圖1～圖3可以看出，均質料的顯氣孔率比燒結高鋁礬土低，抗折強度高，耐壓強度高。圖4、圖5表明， 燒結高鋁礬土試樣耐磨區域磨損嚴重，表面不平整；均質料試樣磨損較少，表面光滑。這主要是由于均質料均一性好、致密性高等性能，使得含均質料試樣，顯氣孔率明顯降低，致命性增強，這有利于提高試樣的強度。說明均質料的引入，耐磨性能顯著得到改善。

3.2 侵蝕結果分析

圖6為抗灰渣侵蝕后試樣的縱切面照片，圖7為侵蝕后各試樣的侵蝕量。

由圖6、圖7可以看出，用均質料替代傳統燒結高鋁礬土原料后，由于原料均一性，以及致命性均得到了提高，所以試樣的侵蝕量明顯降低。

4 結語

本實驗在垃圾焚燒爐用耐磨澆注料中，引入均質料不僅降低了材料的顯氣孔率，提高了材料的強度和耐磨性等性能，而且提高了耐磨澆注料抗飛灰侵蝕和滲透的性能，延長了焚燒爐關鍵部位耐磨澆注料的使用壽命，保證焚燒爐的穩定運行。截至到目前，利用均質料開發的耐磨澆注料，已在山東乳山、上?？岛沩椖?、首鋼能源、哈爾濱雙琦等項目上使用，使用效果良好。

參考文獻

[1] 王雷，張運翹. 垃圾焚燒爐及耐火耐磨材料探討[J]. 發電設備，2007，4.

[2] 鐘香崇.產學研結合發展有中國特色的優質耐火材料[J].耐火材料，2009，1.

[3] 占華生，陳俊紅，薛文東，等. 添加Si粉和Si3N4粉對Al2O3-SiC材料抗侵蝕性影響[J].耐火材料，2008，42.

摘 要：為了研究均質料對垃圾焚燒爐用耐磨澆注料性能的影響，本文以高鋁礬土、均質料為主要原料；以二氧化硅微粉、鋁酸鈣水泥、α-Al2O3微粉等為輔助原料；外加定量的水和分散劑配制成高強耐磨澆注料，并利用回轉抗灰渣實驗研究了添加均質料的澆注料抗飛灰（堿度為1.0）的侵蝕性能。結果表明：均質料引入，明顯降低耐磨澆注料的顯氣孔率，提高了產品的強度，改善其耐磨性，以及改善了耐磨澆注料抗灰渣滲透侵蝕性能。

關鍵詞：耐磨澆注料；均質料；飛灰；回轉抗渣

1 前言

垃圾焚燒爐的工作溫度一般不超過1400℃，但復雜的工作環境（如：氣體的侵蝕、垃圾在高溫移動過程中對爐體內部的磨損和沖擊），要求其具有優質的耐火材料內襯。因此，通常要求耐火材料具有如下特點：（1） 高強度和良好的耐磨性。以抵抗固體物料的磨損和熱氣流的沖刷；（2） 良好的體積穩定性和耐酸性。以抵抗爐內酸性物質的侵蝕；（3） 良好的熱震穩定性。以抵抗爐溫的變化對材料的破壞；（4） 良好的抗CO侵蝕能力。以避免因CO侵蝕而引起爐襯崩裂。而且，隨著焚燒爐大型化的發展趨勢，對焚燒爐用耐火材料技術要求也越來越嚴格[1]。

一般焚燒爐用高鋁質耐磨澆注料主要原料大多采用傳統的高鋁礬土熟料，而高鋁礬土隨著產地的差異，其原料組成不同，尤其是雜質種類和含量差異較大。而且，受傳統的燒成工藝和人工揀選工藝的影響，高鋁礬土熟料具有質量不夠穩定、加工不夠精細、均勻性差等特點，這嚴重影響了耐磨耐火澆注料性能指標的穩定性和均勻性。甚至會出現高溫爐襯局部磨損、滲透及侵蝕過快等問題，嚴重降低了耐磨材料的使用壽命和高溫窯爐的利用效率。

均質類材料是通過均化工藝和適當高溫煅燒從而達到結構、性能和質量的穩定、均勻，避免雜質集中的現象。我國在“八·五”攻關中，根據礬土的鋁含量和雜質的特點，進行了高鋁礬土均化料的研究開發工作，逐漸開發了Al2O3含量為70%～90%、體積密度為2.9～3.5 g·cm-3的均質料。人工合成均質料，具有低氣孔率、低吸水率、體積密度高，以及高均勻性等特點[2]。因此，本文分析了均質料在垃圾焚燒爐用耐磨澆注料中的應用情況，為焚燒爐用均質料質耐磨澆注料的開發提供了理論依據。

2 實驗內容

2.1 實驗原料及試樣制備

本文所采用的主要原料為高鋁礬土和均質料；輔助原料包括鋁酸鈣水泥、α-Al2O3微粉和二氧化硅微粉等；外加高效分散劑，詳情如表1所示。實驗配方如表2所示。

按照表2進行稱量、配料、預混，并在小型混練機中加水強制攪拌（外加定量分散劑）后，再成型。試樣室溫養護24h后脫模，并在110℃干燥24h后備用。

2.2 實驗方法

對試樣在110℃干燥24h，并在1100℃保溫3h后對試樣進行顯氣孔率、抗折耐壓強度以及耐磨性等檢測?？够以治g試驗采用回轉抗渣裝置[3]。回轉抗渣試驗以混合煤氣（煤氣和氧氣混合氣體）為熱源對材料進行加熱升溫，到達預定溫度1400 ℃時，開始投入堿度（C/S）為1.0的焚燒爐飛灰，每次投入的焚燒爐飛灰為1kg，加入總量為6kg，試驗侵蝕時間為6 h。試驗結束后，將被侵蝕試樣從中間切開，然后測量并計算出試樣平均侵蝕量和最大侵蝕量。

3 結果分析與討論

3.1 物理性能分析

1#和2#試樣在110℃和1100℃溫度下的顯氣孔率和試樣強度的關系如圖1、圖2、圖3和圖4所示。耐磨區形貌對比如表5所示。

從圖1～圖3可以看出，均質料的顯氣孔率比燒結高鋁礬土低，抗折強度高，耐壓強度高。圖4、圖5表明， 燒結高鋁礬土試樣耐磨區域磨損嚴重，表面不平整；均質料試樣磨損較少，表面光滑。這主要是由于均質料均一性好、致密性高等性能，使得含均質料試樣，顯氣孔率明顯降低，致命性增強，這有利于提高試樣的強度。說明均質料的引入，耐磨性能顯著得到改善。

3.2 侵蝕結果分析

圖6為抗灰渣侵蝕后試樣的縱切面照片，圖7為侵蝕后各試樣的侵蝕量。

由圖6、圖7可以看出，用均質料替代傳統燒結高鋁礬土原料后，由于原料均一性，以及致命性均得到了提高，所以試樣的侵蝕量明顯降低。

4 結語

本實驗在垃圾焚燒爐用耐磨澆注料中，引入均質料不僅降低了材料的顯氣孔率，提高了材料的強度和耐磨性等性能，而且提高了耐磨澆注料抗飛灰侵蝕和滲透的性能，延長了焚燒爐關鍵部位耐磨澆注料的使用壽命，保證焚燒爐的穩定運行。截至到目前，利用均質料開發的耐磨澆注料，已在山東乳山、上?？岛沩椖俊⑹卒撃茉础⒐枮I雙琦等項目上使用，使用效果良好。

參考文獻

[1] 王雷，張運翹. 垃圾焚燒爐及耐火耐磨材料探討[J]. 發電設備，2007，4.

[2] 鐘香崇.產學研結合發展有中國特色的優質耐火材料[J].耐火材料，2009，1.

[3] 占華生，陳俊紅，薛文東，等. 添加Si粉和Si3N4粉對Al2O3-SiC材料抗侵蝕性影響[J].耐火材料，2008，42.

摘 要：為了研究均質料對垃圾焚燒爐用耐磨澆注料性能的影響，本文以高鋁礬土、均質料為主要原料；以二氧化硅微粉、鋁酸鈣水泥、α-Al2O3微粉等為輔助原料；外加定量的水和分散劑配制成高強耐磨澆注料，并利用回轉抗灰渣實驗研究了添加均質料的澆注料抗飛灰（堿度為1.0）的侵蝕性能。結果表明：均質料引入，明顯降低耐磨澆注料的顯氣孔率，提高了產品的強度，改善其耐磨性，以及改善了耐磨澆注料抗灰渣滲透侵蝕性能。

關鍵詞：耐磨澆注料；均質料；飛灰；回轉抗渣

1 前言

垃圾焚燒爐的工作溫度一般不超過1400℃，但復雜的工作環境（如：氣體的侵蝕、垃圾在高溫移動過程中對爐體內部的磨損和沖擊），要求其具有優質的耐火材料內襯。因此，通常要求耐火材料具有如下特點：（1） 高強度和良好的耐磨性。以抵抗固體物料的磨損和熱氣流的沖刷；（2） 良好的體積穩定性和耐酸性。以抵抗爐內酸性物質的侵蝕；（3） 良好的熱震穩定性。以抵抗爐溫的變化對材料的破壞；（4） 良好的抗CO侵蝕能力。以避免因CO侵蝕而引起爐襯崩裂。而且，隨著焚燒爐大型化的發展趨勢，對焚燒爐用耐火材料技術要求也越來越嚴格[1]。

一般焚燒爐用高鋁質耐磨澆注料主要原料大多采用傳統的高鋁礬土熟料，而高鋁礬土隨著產地的差異，其原料組成不同，尤其是雜質種類和含量差異較大。而且，受傳統的燒成工藝和人工揀選工藝的影響，高鋁礬土熟料具有質量不夠穩定、加工不夠精細、均勻性差等特點，這嚴重影響了耐磨耐火澆注料性能指標的穩定性和均勻性。甚至會出現高溫爐襯局部磨損、滲透及侵蝕過快等問題，嚴重降低了耐磨材料的使用壽命和高溫窯爐的利用效率。

均質類材料是通過均化工藝和適當高溫煅燒從而達到結構、性能和質量的穩定、均勻，避免雜質集中的現象。我國在“八·五”攻關中，根據礬土的鋁含量和雜質的特點，進行了高鋁礬土均化料的研究開發工作，逐漸開發了Al2O3含量為70%～90%、體積密度為2.9～3.5 g·cm-3的均質料。人工合成均質料，具有低氣孔率、低吸水率、體積密度高，以及高均勻性等特點[2]。因此，本文分析了均質料在垃圾焚燒爐用耐磨澆注料中的應用情況，為焚燒爐用均質料質耐磨澆注料的開發提供了理論依據。

2 實驗內容

2.1 實驗原料及試樣制備

本文所采用的主要原料為高鋁礬土和均質料；輔助原料包括鋁酸鈣水泥、α-Al2O3微粉和二氧化硅微粉等；外加高效分散劑，詳情如表1所示。實驗配方如表2所示。

按照表2進行稱量、配料、預混，并在小型混練機中加水強制攪拌（外加定量分散劑）后，再成型。試樣室溫養護24h后脫模，并在110℃干燥24h后備用。

2.2 實驗方法

對試樣在110℃干燥24h，并在1100℃保溫3h后對試樣進行顯氣孔率、抗折耐壓強度以及耐磨性等檢測?？够以治g試驗采用回轉抗渣裝置[3]?；剞D抗渣試驗以混合煤氣（煤氣和氧氣混合氣體）為熱源對材料進行加熱升溫，到達預定溫度1400 ℃時，開始投入堿度（C/S）為1.0的焚燒爐飛灰，每次投入的焚燒爐飛灰為1kg，加入總量為6kg，試驗侵蝕時間為6 h。試驗結束后，將被侵蝕試樣從中間切開，然后測量并計算出試樣平均侵蝕量和最大侵蝕量。

3 結果分析與討論

3.1 物理性能分析

1#和2#試樣在110℃和1100℃溫度下的顯氣孔率和試樣強度的關系如圖1、圖2、圖3和圖4所示。耐磨區形貌對比如表5所示。

從圖1～圖3可以看出，均質料的顯氣孔率比燒結高鋁礬土低，抗折強度高，耐壓強度高。圖4、圖5表明， 燒結高鋁礬土試樣耐磨區域磨損嚴重，表面不平整；均質料試樣磨損較少，表面光滑。這主要是由于均質料均一性好、致密性高等性能，使得含均質料試樣，顯氣孔率明顯降低，致命性增強，這有利于提高試樣的強度。說明均質料的引入，耐磨性能顯著得到改善。

3.2 侵蝕結果分析

圖6為抗灰渣侵蝕后試樣的縱切面照片，圖7為侵蝕后各試樣的侵蝕量。

由圖6、圖7可以看出，用均質料替代傳統燒結高鋁礬土原料后，由于原料均一性，以及致命性均得到了提高，所以試樣的侵蝕量明顯降低。

4 結語

本實驗在垃圾焚燒爐用耐磨澆注料中，引入均質料不僅降低了材料的顯氣孔率，提高了材料的強度和耐磨性等性能，而且提高了耐磨澆注料抗飛灰侵蝕和滲透的性能，延長了焚燒爐關鍵部位耐磨澆注料的使用壽命，保證焚燒爐的穩定運行。截至到目前，利用均質料開發的耐磨澆注料，已在山東乳山、上?？岛沩椖?、首鋼能源、哈爾濱雙琦等項目上使用，使用效果良好。

參考文獻

[1] 王雷，張運翹. 垃圾焚燒爐及耐火耐磨材料探討[J]. 發電設備，2007，4.

[2] 鐘香崇.產學研結合發展有中國特色的優質耐火材料[J].耐火材料，2009，1.

[3] 占華生，陳俊紅，薛文東，等. 添加Si粉和Si3N4粉對Al2O3-SiC材料抗侵蝕性影響[J].耐火材料，2008，42.