專利名稱：一種高鉻磚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，主要涉及一種高鉻磚的制備方法，這種高鉻磚 是煤氣f，置用耐火材料的重要組成部分。
背景技術(shù)：
水煤漿加壓氣化爐是目前國內(nèi)最為常用的煤氣《，置。水煤漿氣化爐工作M^
通常150(TC左右、爐內(nèi)氣壓5MPa左右、強還原氣氛、液態(tài)酸性熔渣，同時伴隨著 氣、液、固體的高速沖刷和氣壓的波動，這一苛刻^(牛對耐火材料提出了極高的要 求。高鉻磚具有較高的高溫強度，優(yōu)異的耐酸性煤渣滲透性能，是水煤漿氣化爐的 關(guān)鍵內(nèi)襯材料。
現(xiàn)有高鉻磚，以燒結(jié)或電熔氧化鉻顆?；蜚t剛，粒為骨料，以氧化鉻綠電 熔、氧化鉻細(xì)粉、"203粉、m-Zi02粉的混合粉為基質(zhì)，添加結(jié)合劑，在摩擦壓磚 機上成型，在高溫窯中經(jīng)1600 180(TC燒成。在高鉻石雜i」備過程中，高鉻磚m-Zi02 發(fā)生晶相轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生體積變化，在基質(zhì)中產(chǎn)生微裂紋，在高鉻磚使用過程中起到抵 抗熱沖擊的作用，使得這種高鉻磚具有良好的抗熱震性。但是，由于m-Zi02優(yōu)良 的化學(xué)穩(wěn)定性，難以與高鉻磚中其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成連續(xù)的固溶體，使得 m-Zi02獨立的存在于鋁鉻固溶體之外。在高鉻磚使用過程中，纟鵬上升，m-Zi02 體積縮小，在周圍產(chǎn)生縫隙，使得煤渣在這些縫隙中富集，同時，隨著煤渣向高鉻 磚內(nèi)部的滲透，m-Zi02隨著煤渣向高鉻磚內(nèi)部遷移，在工作面造成孔洞，加劇了 煤渣的滲透，斷氐了高鉻磚的抗?jié)B透性，影響氣化爐整體使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即是提出一種高鉻磚制備方法，以克服現(xiàn)有高鉻磚所存在的上 述缺陷。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是 一種高鉻磚的制備方法，這種高鉻磚是水煤漿氣化 爐的關(guān)鍵內(nèi)襯材料，該高鉻磚以電熔氧化M粒、燒結(jié)氧化l&^粒、鉻剛，粒中的一種、兩種或三種為骨料，骨料所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55°/^80%，基質(zhì)所占質(zhì)量分 數(shù)為20% 45%，基質(zhì)中含有氧化鉻綠、氧化鉻細(xì)粉、Al203粉、氧化鎂穩(wěn)定的氧 化鋯粉；所述氧化鎂穩(wěn)定的氧化鋯粉其質(zhì)量分?jǐn)?shù)占所有組分質(zhì)量的1°/『10%;將骨 料在強制混碾機中加入結(jié)合劑后混合均勻，再向其中加AS質(zhì)混合均勻后，經(jīng)困料， 壓制成生坯，千燥，1600 180(TC燒成；高鉻磚坯jtt燒制過程中當(dāng)溫度超過 1400°C，氧化f釤人氧化鋯中脫溶出來，形成m-Zi02，使高鉻磚具有良好的抗熱震 性；同時，氧化鎂與m-Zi02周圍的氧化鋁發(fā)生反應(yīng)形成,難尖晶石包裹在m-Zr02 周圍，形成一層致密的保護(hù)層；阻礙煤渣與m-Zi02接觸，防止m-Zt02隨煤渣向高 鉻磚內(nèi)部滲iSit成高鉻磚抗?jié)B透性下降。
所述的含氧化鎂穩(wěn)定的氧化鋯，包括單獨氧化鎂穩(wěn)定的氧化鋯和氧化鎂與其它 物質(zhì)復(fù)合穩(wěn)定的氧化鋯；
所述的穩(wěn)定氧化鋯粉是指穩(wěn)定化率在20%以上的穩(wěn)定氧化鋯；
所述的氧化鋯粉其質(zhì)量分?jǐn)?shù)占所有組分質(zhì)量的1°/^10%;
所述的氧化鋯私，立度范圍中位徑D5。為1,4,。
本發(fā)明的目的在于克服高鉻磚在使用過程中，m-Zi02隨煤渣向高鉻磚內(nèi)部遷 移的問題，與現(xiàn)有制品相比，本發(fā)明既禾,了m-ZK)2可以提高高鉻磚抗熱震性的 特點，保留原有高鉻磚良好的抗熱震性，又解決了高鉻磚在^OT過程中m-Zi02隨 煤艇移造成高鉻磚抗?jié)B透性降低的問題，提高了其抗煤熔渣滲透性。
具體實施例方式
實施例h以<5醒絡(luò)剛玉顆粒為骨料，占總組分質(zhì)量的55%，以320目氧 化鉻綠、320目電熔氧化鉻粉、320目A1A粉、粒度為l,的氧化鎂氧化紀(jì)復(fù)合 穩(wěn)定氧化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分質(zhì)量的20%、 12%、 12%、 1%。其中氧化鎂占 穩(wěn)定氧化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，氧化紀(jì)占穩(wěn)定氧化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，穩(wěn)定 化率為21%。骨料外加3%磷酸二氫鋁作結(jié)合劑，加A^質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料后， 在摩擦壓磚機上成型坯體，烘干后在高溫窯中經(jīng)163(TC燒成制成產(chǎn)品。
實施例2:以<5匪電熔氧化娜粒為骨料，占總組分質(zhì)量的60%，以320 目氧化鉻綠、320目燒結(jié)氧化鉻粉、320目Al203粉、粒度為2,的氧化鎂穩(wěn)定氧 化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分質(zhì)量的15%、 12%、 10%、 3%。其中氧化鎂占穩(wěn)定氧 化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，穩(wěn)定化率為33%。骨料添加4%磷酸二氫鋁作結(jié)合劑， 加A^質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料后，在摩擦壓磚機上成型坯體，烘干后在高溫窯中經(jīng)
4170(TC燒成制成產(chǎn)品o
實施例3:以〈5mm電熔氧化OT粒、鉻剛 粒為骨料，占總組分質(zhì)量的 40%，以320目氧化鉻綠、320目電熔氧化鉻粉、320目"203粉、粒度為4Mm的 氧化鎂氧化憶復(fù)合穩(wěn)定氧化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分質(zhì)量的25%、 15%、 8%、 8%、 4%。其中氧化鎂占穩(wěn)定氧化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，氧化憶占穩(wěn)定氧化鋯粉 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，穩(wěn)定化率為47%。骨料添加6%磷酸二氫鋁作結(jié)合劑，加入基 質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料后，在摩擦壓磚機上成型坯體，烘干后在高溫窯中經(jīng)1700°C 燒成制航口口。
實施例4:以<5醒燒結(jié)氧化娜粒為骨料，占總組分質(zhì)量的70%，以320 目氧化鉻綠、320目電熔氧化鉻粉、320目Al203粉、粒度為5miti的氧化鎂穩(wěn)定氧 化鋯粉為基質(zhì)，分別總組分質(zhì)量的10%、 9%、 10%、 1%。其中氧化鎂占穩(wěn)定氧化 鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%，穩(wěn)定化率為52%。骨料添加5%磷酸二氫鋁作結(jié)合劑，加 入基質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料后，在摩擦壓磚機上成型坯體，烘干后在高溫窯中經(jīng)165(TC 燒成制成產(chǎn)品。
實施例5:以<5匪燒結(jié)氧化娜粒為骨料，占總組分質(zhì)量的75%，以320 目氧化鉻綠、320目電熔氧化鉻粉、320目Al203粉、粒度為6pm的氧化鎂穩(wěn)定氧 化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分質(zhì)量的7%、 5%、 5%、 8%。其中氧化鎂占穩(wěn)定氧化 鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，穩(wěn)定化率為84%。骨料添加4%磷酸二氫鋁，混合均勻， 經(jīng)困料后， 擦壓磚機上成型坯體，烘干后在高溫窯中經(jīng)178(TC燒成制成產(chǎn)品。
實施例6:以〈5mm鉻剛玉顆粒為骨料，占總組分質(zhì)量的80%，以320目氧 化鉻綠、320目電熔氧化鉻粉、320目A1A粉、粒度為6,的氧化鎂氧化憶復(fù)合 穩(wěn)定氧化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分質(zhì)量的7%、 7%、 3%、 3%。其中氧化鎂占穩(wěn) 定氧化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，氧化憶占穩(wěn)定氧化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，穩(wěn)定化 率為97%。骨料添加4%磷酸二氫鋁作結(jié)合劑，加A^質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料后，在 摩擦壓磚豐幾上成型坯體，烘千后在高溫窯中經(jīng)160(TC燒成制成產(chǎn)品。
實施例7:以<5腿燒結(jié)氧化娜粒為骨料，占總組分質(zhì)量的80%，以320 目氧化鉻綠、320目電熔氧化鉻粉、320目Al203粉、粒度為4,的氧化鎂穩(wěn)定氧 化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分質(zhì)量的6%、 4%、 6%、 4%。其中氧化鎂占穩(wěn)定氧化 鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，穩(wěn)定化率為33%。骨料添加6%磷酸二氫鋁作結(jié)合劑，加 A^質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料后，在摩擦壓磚^Lt成型坯體，烘干后在高溫窯中經(jīng)1630°C 燒成制成產(chǎn)品。實施例8:以〈5mm電熔氧化，粒為骨料，占總組分質(zhì)量的65%，以320 目氧化鉻綠、320目電熔氧化鉻粉、320目Al2O3粉、粒度為6nm的氧化鎂穩(wěn)定氧 化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分質(zhì)量的7%、 10%、 8%、 10%。其中氧化鎂占穩(wěn)定氧 化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%,穩(wěn)定化率為52%。骨料添加3%磷酸二氫鋁作結(jié)合劑， 加AS質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料后，在摩擦壓磚機上成型坯體，烘干后在高溫窯中經(jīng) 1780。C燒成制j^品。
實施例9:以<5皿電熔氧化，粒、燒結(jié)氧化,粒為骨料，占總組分的 50%，以320目氧化鉻綠、320目電熔氧化鉻粉、320目Al203粉、粒度為4阿的 氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分的15%、 20%、 5%、 5%、 5%。其中氧 化鎂占穩(wěn)定氧化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，穩(wěn)定化率為96%。骨料添加4%磷酸二氫 鋁作結(jié)合劑，加AS質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料后，在摩擦壓磚機上成型坯體，烘干后在 高溫窯中經(jīng)1800"燒成制#品。
實施例10:以〈5mm電熔氧化l^粒、燒結(jié)氧化l^粒、鉻鋼，粒為骨料， 占總組分質(zhì)量的25%，以320目氧化鉻綠、320目燒結(jié)氧化鉻粉、320目^203粉、 粒度為4拜的氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分質(zhì)量的25%、 25%、 7%、 5%、 5%、 8%。其中氧化鎂占穩(wěn)定氧化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，穩(wěn)定化率為21%。 骨料添加3%磷酸二氫鋁作結(jié)合劑，加入基質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料后，在摩擦壓磚機 上成型坯體，烘干后在高溫窯中經(jīng)173(TC燒成制成產(chǎn)品。
實施例lh以〈5mm燒結(jié)氧化，粒為骨料，占總組分質(zhì)量的65%，以320 目氧化鉻綠、320目電熔氧化鉻粉、320目"203粉、粒度為4,的氧化鎂氧化牽乙 復(fù)合穩(wěn)定氧化鋯粉為基質(zhì)，分別占總組分質(zhì)量的10%、 10%、 10%、 5%。其中氧化 鎂占穩(wěn)定氧化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，氧化憶占穩(wěn)定氧化鋯粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%， 穩(wěn)定化率為97%。骨料添加4%磷酸二氫鋁作結(jié)合劑，加入基質(zhì)混合均勻，經(jīng)困料 后，在摩擦壓磚機上成型坯體，烘干后在高溫窯中經(jīng)175(TC燒成制成產(chǎn)品。
實施例1—11所得各產(chǎn)品的性能如下表所示。將尺寸為125x25x25mm的試樣 放入110(TC熱震爐內(nèi)，保溫15min，取出后置于冷水中冷卻5min。反復(fù)數(shù)次，直 至試樣斷裂，以此時的循環(huán)次數(shù)作為抗熱震性好壞的量度；體積密度、顯氣 L率、 常溫抗折弓驢、高溫抗折弓驢[1400°00.511]均采用國家推薦標(biāo)準(zhǔn)方法檢測；抗煤渣 滲透'賊用靜態(tài)坩堝法[1600。Cx8h]，煤渣滲透深度通過SEM (掃描電子顯微鏡) 和EDS (能譜分析)綜^ifj介確定。
6i辦顯氣孔率， %體積密 度，g/cm3常溫抗折 鵬，MPa高溫抗折 弓艘，MPa抗熱震性 (次)煤渣滲 深度，i
原有
Cr2a-A1A-Zr0211.54. 3523.530.0815
(Cr203"60wt%)
實施例111.34. 3623.031.8814
實施例210.94. 4027.532.012
實施例311.84. 3326.034.5910
實施例411.04. 3825.429.179
實施例510.54. 4028.332.477
實施例612.04. 3229.430.2810
實施例712.14. 3227.631.5810
實施例810.54.4129.630.299
實施例911.04. 3828.129..694
實施例1010.94. 4028.432.6712
實施例1110.64.4129.730.989
權(quán)利要求
1、一種高鉻磚的制備方法，其特征在于該高鉻磚以電熔氧化鉻顆粒、燒結(jié)氧化鉻顆粒、鉻剛玉顆粒中的一種、兩種或三種為骨料，骨料所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％～80％，基質(zhì)所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～45％，基質(zhì)中含有氧化鉻綠、氧化鉻細(xì)粉、Al2O3粉、氧化鎂穩(wěn)定的氧化鋯粉；所述氧化鎂穩(wěn)定的氧化鋯粉其質(zhì)量分?jǐn)?shù)占所有組分質(zhì)量的1％～10％；將骨料在強制混碾機中加入結(jié)合劑后混合均勻，再向其中加入基質(zhì)混合均勻后，經(jīng)困料，壓制成生坯，干燥，1600～1800℃燒成；高鉻磚坯體在燒制過程中當(dāng)溫度超過1400℃，氧化鎂從氧化鋯中脫溶出來，形成m-ZrO2，使高鉻磚具有良好的抗熱震性；同時，氧化鎂與m-ZrO2周圍的氧化鋁發(fā)生反應(yīng)形成鎂鋁尖晶石包裹在m-ZrO2周圍，形成一層致密的保護(hù)層；阻礙煤渣與m-ZrO2接觸，防止m-ZrO2隨煤渣向高鉻磚內(nèi)部滲透造成高鉻磚抗?jié)B透性下降。
2、 按照權(quán)利要求1戶脫的一種高鉻磚的制備方法，其特征在于所述氧化鎂 穩(wěn)定氧化鋯粉，包括單獨氧化鎂穩(wěn)定的氧化鋯粉和氧化鎂與其它物質(zhì)復(fù)合穩(wěn)定的氧 化鋯粉。
3、 按照權(quán)利要求1戶服的一種高鉻磚的制備方法，其特征在于所述的穩(wěn)定 氧化鋯粉穩(wěn)定化率在20%以上。
4、 按照權(quán)利要求1戶脫的一種高鉻磚的帝U備方法，其特征在于戶服的氧化 鎂穩(wěn)定的氧化鋯粉粒度范圍中位徑D5。為1,4,。
全文摘要
本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域。提出一種高鉻磚的制備方法，這種高鉻磚是水煤漿氣化爐的關(guān)鍵內(nèi)襯材料。與現(xiàn)有高鉻磚制品相比，該發(fā)明不影響現(xiàn)有高鉻磚的顯氣孔率、抗折強度和抗熱震性，可以顯著提高抗煤渣滲透性。
文檔編號C04B35/622GK101648812SQ200910066118
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者呂世坪, 孫紅剛, 剛 王, 王金相, 耿可明, 閆雙志 申請人:中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院有限公司