循環(huán)流化床鍋爐因其熱效率高、負荷調(diào)節(jié)范圍寬和調(diào)速快、對燃煤質(zhì)量適應(yīng)性廣、對環(huán)境的污染小等優(yōu)點，在火電廠、熱電廠、能源、采暖供熱工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但由于該爐以粒狀煤為燃料，爐內(nèi)煙氣中含有大量的飛灰，且煙氣的流速較高，同時在鍋爐的運行中由于多方面的原因有時會在成鍋爐的頻繁開啟，因此循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)用耐火材料既要能耐爐內(nèi)煙氣中飛灰的沖刷磨損，又能抵抗爐內(nèi)溫度變化所引起的熱應(yīng)力損毀。

    目前循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)襯用耐火材料根據(jù)其使用要求和特點主要有高鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、碳化硅質(zhì)的澆注料、可塑料、搗打料和自流料等。其中剛玉澆注料以其優(yōu)良的性能在大中型循環(huán)流化床鍋爐上得到了廣泛的應(yīng)用，但目前所使用的剛玉澆注料在耐磨性，抗沖熱沖擊等性能方面還有待進一步提高。

    一：耐火材料受到損毀的因素

    由于受到溫度波動，氣流煙塵的沖刷及酸性介質(zhì)的侵蝕作用，循環(huán)流化床鍋爐用耐火材料的使用條件十分苛刻，爐襯耐火材料在使用過程中主要受到以下破壞因素的影響

① 煤中所含水蒸氣爆沸造成的溫度變化、水冷壁內(nèi)外的溫度差以及排渣后溫度劇降造成的熱震

② 燃燒產(chǎn)生的湍流和煙塵對爐襯耐火材料的劇烈沖刷（尤其是在燃燒室壁及頂部），造成磨損：

③ 煤中所含有害雜質(zhì)如硫、氮等在燃燒時產(chǎn)生了二氧化硫、氧氮化物等酸性物質(zhì)，其對耐火材料產(chǎn)生化學侵蝕和滲透剝落。

    根據(jù)以上使用條件分析，為確保鍋爐襯具有持久的耐用性，必須針對各種破壞因素，設(shè)計成多組分的剛玉復(fù)合耐火材料，該剛玉復(fù)合耐火材料具有高耐磨、抗熱震、耐侵蝕等性能。將循環(huán)流化床鍋爐襯設(shè)計成以磨料級的剛玉為主材料、輔以抗酸、抗熱震的添加劑為次材質(zhì)的復(fù)合材料。為保證優(yōu)良的使用性能，所研制的澆注料必須具有以下物理性能：

① 在低加水量下具有良好的流動性：

② 恰當?shù)氖┕�時間和凝結(jié)硬化性能

③ 合適的線變化率、體積密度、氣孔率、強度等物理性能及燒結(jié)性能。

④ 良好的熱震穩(wěn)定性 優(yōu)異的耐磨性能 良好的抗剝落性能 良好的抗酸性介質(zhì)侵蝕的性能

    為滿足上述的性能要求，并根據(jù)我國循環(huán)流化床鍋爐的大小、用途、燃料種類和操作條件的不同需要研制出耐磨剛玉質(zhì)澆注料

    剛玉澆注料所使用的主要原料為棕剛玉顆粒和粉料，要求AL2O3≥95%，結(jié)合劑的選擇應(yīng)考考慮三點因素：①合適的凝結(jié)硬化時間，賦予澆注料有足夠的施工作業(yè)性能，②早期強度要高，而且在整個使用溫度范圍內(nèi)具有足夠高而且不降低的結(jié)合強度 ③具有一定的抗酸性，在酸性環(huán)境中具有安定性，能夠在使用過程中不發(fā)生潰散。通常的剛玉耐火澆注料的結(jié)合劑選用純鋁酸鈣水泥和磷酸鹽系列的結(jié)合劑。如果長期使用溫度在700~1000℃之間，則使用磷酸鹽系結(jié)合劑比較合適，不僅結(jié)合強度高、耐磨、而且熱震穩(wěn)定性好：如果不特別強調(diào)中等溫度下的使用性能則依低水泥結(jié)合劑作首選。我們此次的實驗選用了純鋁酸鈣水泥做主結(jié)合劑在添加自制的復(fù)合添加劑。配比如下表。

    按上述配合料的配比，先將棕剛玉骨料、粉料和復(fù)合添加劑進行加水攪拌，然后用同樣的施工方法將其與國內(nèi)的同類型的剛玉質(zhì)澆注料在同一臺循環(huán)流化床鍋爐（80t/h）的爐膛部位進行澆筑施工，經(jīng)養(yǎng)護、烘干點火運行鍋爐，待鍋爐運行一段時間后，觀察其使用情況進行總結(jié)。

    該剛玉澆注料與同類的剛玉質(zhì)澆注料在鍋爐中的使用情況顯示：在鍋爐運行6個月后，按照上述配比制備的剛玉質(zhì)澆注料顯現(xiàn)出良好的耐磨性能，它比某單位的剛玉質(zhì)澆注料磨損要少3mm，且其表面光滑和無剝落現(xiàn)象，而某單位的剛玉質(zhì)澆注料表面粗糙并伴有少量的剝落。循環(huán)流化床鍋爐在使用時的爐膛溫度通常為800~1100℃爐膛內(nèi)襯耐火材料在此溫度下要經(jīng)受爐內(nèi)煙氣中飛灰的沖刷磨損和爐內(nèi)溫度變化所引起的熱應(yīng)力損毀，因此在剛玉澆注料中添加了復(fù)合添加劑后在使用溫度下將與剛玉等組分反應(yīng)生成具有優(yōu)良中高溫性能的穩(wěn)定晶相，生成的晶相的導熱性能較好，膨脹系數(shù)比剛玉的小，同時新晶相以網(wǎng)絡(luò)狀均勻分布在澆注料的基質(zhì)中，可有效的加強剛玉澆注料的基質(zhì)，從而顯著地提高了材料抵抗嚴重損壞的能力。