CFB锅炉用耐火材料

耐火耐磨材料的品种多种多样，包括硅铝系耐火砖(如硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝耐火砖、刚玉砖和莫来石砖等)、碱性耐火砖(如镁砖、镁铝砖和镁铝尖晶石砖、镁铬砖、白云石砖及镁白云石砖等)、含碳耐火材料(如碳素砖、碳化硅砖、碳结合砖等)、含锆耐火砖等。其中，CFB锅炉用耐火材料大体上可以分为以下四个大类：

1、高铝砖和浇注料。采用高铝矾土熟料为主要原料，Al2O3的含量大于48％以上的硅酸铝质耐火材料砖统称为高铝砖。矿物组成主要为刚玉相、莫来石和玻璃相。根据Al2O3含量的不同。由高到低分为一、二、三级。如高铝砖，在1400℃高温下烧结而成，耐火度高，抗酸、碱性熔渣侵蚀性强，高温机械强度大，有较好的抗磨性能和热稳定性，且耐火砖价格不高，在CFB锅炉燃烧系统中使用比较多。

锅炉燃烧系统工作温度范围为850—1000℃，高铝浇注料不能实现高温烧结。为了提高高铝浇注料的抗磨性能，需采用某些添加剂，实现在循环流化床燃烧系统工作温度下的烧结，提高耐磨性能。

2、碳化硅砖和浇注料。碳化硅砖在高于1600℃温度下烧结而成，有很好的耐磨性能。

工业上通常将碳化硅按色泽分为绿碳化硅和黑碳化硅。其SiC含量要求分别不大于99.0％和不大于98.5％。绿碳化硅的杂质少，硬度比黑碳化硅高。

但碳化硅的使用对燃烧气氛有要求，碳化硅在加热时易于氧化。因此，在有氧气氛和高温条件下碳化硅热稳定性差，产生碳氧化脱皮，因此不宜在高温氧化性气氛下使用。

3、刚玉砖和浇注料。刚玉系指由电熔或烧结而制成的主要矿相为α―Al2O3相的Al2O3纯度较高的材料。刚玉砖是以刚玉为主要原料的耐火砖，其Al2O3含量大于90％。

刚玉的硬度高(莫氏硬度为9)，密度大(体积密度为3.95～4.19／cm3)，熔点为℃，烧结温度在1600℃以上，机械强度高，热膨胀系数(20～1000℃)为8.0×10-6/℃，导热系数为5.86W／(m2·K)，耐火抗磨性能不错，有良好的抗氧化、抗侵蚀和电绝缘性能，缺点是抗热应力性能差。CFB锅炉有启动快、负荷变化范围大、变负荷速率高等优点。但这些优点的发挥要求耐火材料有好的抗热应力性能，并且刚玉价格高。这两个原因限制了刚玉砖及浇注料在CFB锅炉中的应用。

4、硅线石砖和浇注料。硅线石为蓝晶石族矿物的一种，蓝品石族矿物包括蓝晶石、硅线石和红柱石，为同质异形体。即化学成分相同，晶体结构不同，化学分子式为A12O3•SiO2,其中A12O3含量为62.92％，SiO2含量为37.08％。

硅线石是一种优质的耐火防磨材料，有较好的耐磨性和较高的机械强度，耐火度高达℃，抗化学腐蚀，热膨胀性低，抗热应力性能好，耐急冷急热性好。它的烧结温度在1450～1600℃之间，缺点是耐火砖价格高，材料来源有限，作为主体材料受到限制。在CFB锅炉中使用较少。

上述四种材料仅是CFB锅炉中应用最为普遍的耐磨耐火材料，其他材料在CFB锅炉中也有应用。同时应当注意，不同种类的材料，其性能有所差别，应根据CFB锅炉不同部位运行工况条件的需要并考虑经济性合理选用。

除了从材料的化学构成对耐磨耐火材料进行分类外，通常还可根据材料的物理形态进行分类，将耐磨耐火材料分为不定形耐磨耐火材料和耐磨耐火砖，其中不定形耐磨耐火材料按施工方法又可分为耐磨耐火浇注料、耐磨耐火可塑料和耐磨耐火捣打料。

耐磨耐火浇注料是由致密耐火骨料、细粉、外加剂和结合剂组成的没有黏附性的，通常以干态交货，加水或其他液体混合后方可浇注施工，浇注成型和养护使其凝结、硬化，按一定规定烘烤后使用的不定形耐火材料。在使用温度下能抵抗物料冲刷，耐磨损性能优良。

耐磨耐火可塑料是由致密耐火骨料、细粉、外加剂、结合剂和液体组成的，具有良好作业性能，在较长时间内具有较高可塑性，按交货状态直接使用，用捣打(机械或人工)方法施工，施工后加热硬化，在使用温度下能抵抗物料冲刷，耐磨损性能优良。结合剂通常是软质黏土、水玻璃、磷酸等。

耐磨耐火捣打料是由致密耐火骨料、细粉、外加剂、结合剂和液体组成的，按交货状态使用或加液体后使用，使用前无黏附性，可塑性极低或不具有可塑性，用捣打(机械或人工)方法施工。在使用温度下能抵抗物料冲刷，耐磨损性能优良。