一种用于火电锅炉水冷壁涂层及其制备使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于火电锅炉水冷壁涂层及其制备使用方法，组合物A以及组合物B，所述组合物A与组合物B的混合比例为1:1～1：1.5；组合物A按照重量份包括磷酸盐70～90份，硅溶胶5～15份，纯净水5～15份；组合物B按照重量份包括绿碳化硅5～15份，二氧化硅微粉30～70份，三氧化二铝10～20份，硅酸锆5～15份，铬绿5～10份，碳化硼5～10份。本发明专利技术通过冷喷涂工艺，然后再借助锅炉点火时顺便烧结涂层来制备耐蚀耐磨耐高温的陶瓷涂层，涂层耐温可达1300℃，硬度HV950，孔隙率≤2，使用寿命达36个月。使用寿命达36个月。使用寿命达36个月。

【技术实现步骤摘要】
一种用于火电锅炉水冷壁涂层及其制备使用方法


[0001]本专利技术涉及化工增强材料
，具体的说是涉及一种用于火电锅炉水冷壁涂层及其制备使用方法。

技术介绍

[0002]火电锅炉水冷壁在运行时，通常面临粉煤灰在30m/min风速的切割，同时伴随着高温硫化物的腐蚀，生存环境非常恶劣；如果企业处理不当，会经常爆管，造成安全事故，并引发停机，企业损失巨大。
[0003]目前常用的水冷壁防护涂层主要采用FeAlNi、FeCrNi等，普通的涂层孔隙率约5％到15％，在锅炉内部还原性气氛及腐蚀硫酸盐通过孔隙致使涂层由内及表同时发生腐蚀氧化现象，造成水冷壁的减薄、失效及锅炉的频繁停机检修更换，给生产带来严重的影响；做法是通过热喷涂工艺，熔覆在水冷壁表面，但涂层耐温最多到850℃，硬度偏低(40HRC)，涂层孔隙率偏大，且涂层服役期只有8个月。
[0004]因此，如何提供一种用于火电水冷壁耐蚀耐磨耐高温涂层，并且通过冷喷涂工艺来制备耐蚀耐磨耐高温的陶瓷涂层是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种用于火电水冷壁耐蚀耐磨耐高温涂层，通过冷喷涂工艺，然后再借助锅炉点火时顺便烧结涂层来制备耐蚀耐磨耐高温的陶瓷涂层。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种用于火电锅炉水冷壁涂层，包括：组合物A以及组合物B，所述组合物A与组合物B的混合比例为1:1～1：1.5；
[0008]所述组合物A按照重量份包括磷酸盐70～90份，硅溶胶5～15份，纯净水5～15份；
[0009]所述组合物B按照重量份包括绿碳化硅5～15份，二氧化硅微粉30～70份，三氧化二铝10～20份，硅酸锆5～15份，铬绿5～10份，碳化硼5～10份。
[0010]本专利技术组合物A为磷酸盐作为结合剂；硅溶胶作为粘结剂，具有粘结力强、耐高温1500℃以上，并且硅溶胶有较高的比表面积在与组合物B混合时使能够使组合物B中的物质更好的分散，互相混合。
[0011]磷酸盐作为结合剂能够与碱金属或碱土金属氧化物及其氢氧化物反应即制成的结合剂多数为气硬性结合剂，即不须加热在常温下即可发生凝结与硬化作用。磷酸与两性氧化物及氢氧化物或酸性氧化物反应制成的结合剂多数为热硬性结合剂，即须经加热到一定温度发生反应后方可产生凝结与硬化作用。
[0012]绿碳化硅硬度高，化学性质稳定，导热性好。纯度高、性脆，显微硬度3280—3400
㎏
/mm2。二氧化硅微粉粒度较小，能够填充浇注料中颗粒之间的孔隙，降低浇注料的用水量；二氧化硅微粉呈标准球形结构，具有“滚珠效应”。其填充在颗粒间时使颗粒间的相对滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而减小了颗粒间的摩擦作用，导致浇注料的粘度降低，流动性得
以提高。
[0013]二氧化硅微粉由于其特殊的生产过程导致其为无定型晶体结构，在颗粒的表面容易形成断键。由于断键的存在，使二氧化硅微粉在水溶液中很容易吸附水中的OH
‑
而形成Si
‑
OH，并在水溶液中离解成Si
‑
O
‑
和H+。由于其粒度相对较小(微米级)，二氧化硅微粉很容易在水溶液中形成带有双电层的胶团结构。活性较高的二氧化硅微粉在水溶液中能够吸附OH
‑
，在其颗粒表面的形成大量的羟基。在低温养护时，二氧化硅微粉能够发生脱水反应使颗粒之间形成
‑
Si
‑
O
‑
Si
‑
键结合，从而提高了浇注料脱模强度。二氧化硅微粉在高温下能够成为液相，降低颗粒之间传质的粘度，从而增强传质速率，促进颗粒之间的烧结。因此，掺加二氧化硅微粉的浇注料在800℃下能促进浇注料内基质间的烧结，增强了颗粒间交错互锁的结合能力，使得浇注料的中温强度得以提高。
[0014]硅酸锆能够有效减小其孔隙率，硅酸锆主要充填于气孔中起着充填作用并促成上述材质在混合后的烧结过程，是材料融合性更好。
[0015]铬绿能够增强上述原料在电炉水冷壁的抗剥离强度，有效防止，保证在还原气氛中具有二氧化硅等硅酸盐溶体材料造成的不稳定性以及易分解性。保证上述原料在高温下的稳定性。
[0016]碳化硼主要用于耐火材料中起抗氧化作用,可以使产品致密化,阻止耐火材料的氧化,同时在1000℃～1250℃的时候，A三氧化二铝与B2O3发生反应，生成9Al2O3
·
2B2O3的柱状晶体，分布在耐火材料的基质和间隙里，从而降低气孔率，提高中温强度，且生成的9Al2O3
·
2B2O3晶体，体积膨胀，可愈合体积收缩，减少裂纹。
[0017]进一步的，所述组合物A中还包括丙烯酸酯或醋酸乙烯2～5份。
[0018]本专利技术硅溶胶能与丙烯酸酯、醋酸乙烯等乳液任意相溶，两者的特性相互补充，提高相容性。
[0019]进一步的，所述组合物B中还包括氧化镁2～5份，氧化铜2～5份。
[0020]本专利技术磷酸盐作为结合剂能够与碱金属或碱土金属氧化物及其氢氧化物反应即制成的结合剂多数为气硬性结合剂，不须加热在常温下即可发生凝结与硬化作用，保证了前期的涂层的凝固硬化，使其具有初期的抗磨耐腐蚀能力。
[0021]进一步的，所述组合物A以及组合物B，所述组合物A与组合物B的混合比例为1:1；
[0022]所述组合物A按照重量份包括磷酸盐80份，硅溶胶10份，纯净水8份，丙烯酸酯或醋酸乙烯2份；
[0023]所述组合物B按照重量份包括绿碳化硅12份，二氧化硅微粉50份，三氧化二铝15份，硅酸锆10份，铬绿8份，碳化硼8份，氧化镁3份，氧化铜2份。
[0024]进一步的，所述绿碳化硅的粒度为400目～1000目。
[0025]进一步的，所述磷酸盐为焦磷酸钠，三聚磷酸钠，六偏磷酸钠、超聚磷酸钠中的一种或多种。
[0026]其中三聚磷酸钠(Na5P3O10)，又称焦偏磷酸钠或三磷酸五钠、五钠、三聚。在水中的溶解度有瞬时溶解度和最终(稳定平衡)溶解度之不同。在室温下瞬时溶解度约为35g/100gH2O,最终溶解度约为15g/100gH2O。三聚磷酸钠作为碱性耐火材料的结合剂，加水溶解后会水解成磷酸二氢钠和磷酸一氢钠，它们分别会与碱性耐火材料中的MgO反应生成钠镁磷酸盐而产生结合作用。
[0027]六偏磷酸钠在水中的溶解度极高，六偏磷酸钠与水可以任一比例混合。六偏磷酸钠用作碱性耐火材料的结合时，水解后生成的正磷酸盐也会与碱性乃会材料中的氧化镁、氧化铜反应生成含镁或铜的复合磷酸盐二产生较强的结合强度。
[0028]上述材料既可作为减水剂和解胶剂，也作为了结合剂，提高了水冷壁图层的强度和耐磨性。
[0029]一种用于火电锅炉水冷壁涂层的制备及使用方法，包括以下步骤：
[0030]1)按照如上述的用于火电锅炉水冷壁耐蚀耐磨耐高温涂层材料称取原材料；其中组合物A混合搅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于火电锅炉水冷壁涂层，其特征在于，包括：组合物A以及组合物B，所述组合物A与组合物B的混合比例为1:1～1：1.5；所述组合物A按照重量份包括磷酸盐70～90份，硅溶胶5～15份，纯净水5～15份；所述组合物B按照重量份包括绿碳化硅5～15份，二氧化硅微粉30～70份，三氧化二铝10～20份，硅酸锆5～15份，铬绿5～10份，碳化硼5～10份。2.根据权利要求1所述的一种用于火电锅炉水冷壁涂层，其特征在于，所述组合物A中还包括丙烯酸酯或醋酸乙烯2～5份。3.根据权利要求2所述的一种用于火电锅炉水冷壁涂层，其特征在于，所述组合物B中还包括氧化镁2～5份，氧化铜2～5份。4.根据权利要求3所述的一种用于火电锅炉水冷壁涂层，其特征在于，所述组合物A以及组合物B，所述组合物A与组合物B的混合比例为1:1；所述组合物A按照重量份包括磷酸盐80份，硅溶胶10份，纯净水8份，丙烯酸酯或醋酸乙烯2份；所述组合物B按照重量份包括绿碳化硅12份，二氧化硅微粉50份，三氧化二铝15份，硅酸锆10份，铬绿8份，碳化硼8份，氧化镁3份，氧化铜2份。5.根据权利要求1所述的一种用于火电锅炉水冷壁涂层，其特征在于，所述绿碳化硅的粒度为400目～1000目。6.根据权利要求5的一种用于火电锅炉水冷壁涂层，其特征在于，所述磷酸盐为焦磷酸钠，三聚磷酸钠，六偏磷酸钠、超聚磷酸钠中的一种或多种。7.一种用于火...

【专利技术属性】
技术研发人员：单张飞，
申请(专利权)人：郴州市泰益表面涂层技术有限公司，
类型：发明
国别省市：