專利名稱：一種微孔高鉻磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高鉻磚技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種微孔高鉻磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
高鉻磚具有高溫條件下強(qiáng)度大，優(yōu)良的抗酸性煤渣侵蝕性和滲透性，是水煤漿 加壓氣化爐關(guān)鍵的內(nèi)襯材料。近十年來隨著化肥工業(yè)的發(fā)展和各種新技術(shù)和新工藝的 出現(xiàn)，水煤漿氣化爐的使用條件愈加惡劣，如工作溫度高達(dá)1500°C，爐內(nèi)氣體的壓力可達(dá) 6. 5MPa，還原性氣體強(qiáng)，熔渣的熔點(diǎn)低、粘度小和酸性強(qiáng)；同時(shí)隨著單投煤量的增加和排渣 量的增大，高速氣流的沖刷，以及爐內(nèi)氣壓和溫度的急劇波動(dòng)，對(duì)高鉻磚提出了極為苛刻的 要求。現(xiàn)有高鉻磚的制造方法一般是以電熔或燒結(jié)氧化鉻為骨料，以氧化鉻細(xì)粉、氧化 鋁微粉、氧化鉻綠細(xì)粉和單斜氧化鋯微粉為基質(zhì)，加入糊精和磷酸鹽為結(jié)合劑，經(jīng)配料、混 碾、困料和機(jī)壓成型，然后于高溫窯中經(jīng)1650°C燒制而成。這種高鉻磚在生產(chǎn)過程中不僅 燒成溫度高，而且其微孔化率很低，抗煤渣滲透性差。原因是高鉻磚在氧化氣氛中燒制時(shí)， 氧化鉻會(huì)氧化成高價(jià)氣態(tài)氧化物，蒸發(fā)_凝聚傳質(zhì)使顆粒間的頸部被填充，阻止了體積收 縮，很難燒結(jié)致密化，且微孔化率低[梁永和，李楠等.低溫合成高鉻燒結(jié)料[J]耐火材 料，2001，35 (4) :199 201]。高鉻磚在強(qiáng)還原氣氛如埋碳?xì)夥障聼蓵r(shí)，在較低溫度下 就可以完全燒結(jié)致密化，但是磚內(nèi)晶粒異常發(fā)育長(zhǎng)大，材料的抗熱震穩(wěn)定性大大降低(徐 延慶，孫加林等.氣氛條件下氧化鉻材料的燒結(jié)性能研究[J]武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010， 33(2) :170 174)。還原氣氛下反應(yīng)工藝復(fù)雜且很難控制，如埋碳?xì)夥障乱坏┙固颗c高 鉻磚直接接觸，就會(huì)在其表面留下反應(yīng)層，對(duì)制品的性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響(梁永和，孫承緒 等.Cr2O3-ZrO2材料的燒結(jié)及抗熱震性研究.耐火材料，2001,35 (5) 258 260)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種微孔化率高、抗煤渣滲透性能 好，能延長(zhǎng)使用壽命的微孔高鉻磚及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是微孔高鉻磚的組分及其質(zhì)量百 分含量為電熔氧化鉻顆粒為40 70wt%、電熔氧化鉻細(xì)粉為10 20wt%、SiC顆粒為 0. 3 5wt%、SiC細(xì)粉為0. 3 5wt%、單斜氧化鋯微粉為3 15wt%、氧化鋁微粉為2 15wt%和氧化鉻綠細(xì)粉為4 12wt%，外加上述原料0. 5 3襯％的糊精和2 7wt%的磷 酸二氫鋁作為結(jié)合劑。按所述微孔高鉻磚的組分先將其中的電熔氧化鉻細(xì)粉、SiC細(xì)粉、單斜氧化鋯微 粉、氧化鋁微粉和氧化鉻綠細(xì)粉按各自的質(zhì)量百分含量進(jìn)行混合，預(yù)制成混合粉料；再將其 中的電熔氧化鉻顆粒和SiC顆粒按各自的質(zhì)量百分含量干混3 5分鐘，然后按糊精和磷 酸二氫鋁的外加量將其加入到電熔氧化鉻顆粒和SiC顆粒的干混料中，濕混5 7分鐘，制 成混合顆粒料；最后將預(yù)制成的混合粉料加入到混合顆粒料中，混碾15 30分鐘，困料，壓制成生坯，干燥，最后在空氣中于1350°C 1650°C條件下燒成。其中SiC顆粒的粒徑分布為粒度為3 Imm的占0. 1 2wt%，粒度為1 0. 5mm 的占0. 1 2wt%，粒度為0. 5 0. 088mm的占0. 1 lwt%;SiC細(xì)粉的粒徑分布為粒度 為 < 0. 088mm 的占 0. 1 2wt %，粒度為 < 0. 045mm 的占 0. 1 2wt %，粒度為 < 0. 025mm 的占0. 1 Iwt % ；電熔氧化鉻顆粒的粒徑分布為粒度為4 2mm的占10 15wt%，粒度 為2 Imm的占15 25wt%，粒度為1 0. 5mm的占5 10wt%，粒度為0. 5 0. 088mm 的占10 20wt% ；電熔氧化鉻細(xì)粉的粒徑分布為粒度為< 0. 088mm的占5 10wt%，S 度為< 0. 045mm的占5 IOwt% ；單斜氧化鋯微粉的粒度為< 0. Olmm ；氧化鋁微粉的粒度 為< 0. 005mm ；氧化鉻綠細(xì)粉的粒度為< 0. 045mm。由于采用上述 技術(shù)方案，本發(fā)明所制備的微孔高鉻磚在燒制過程中當(dāng)溫度達(dá)到 1200°C時(shí)，SiC開始緩慢氧化形成SiO和CO氣體，降低了材料內(nèi)部氧分壓，制造了弱還原性 氣氛，促進(jìn)了高鉻磚的燒結(jié)。同時(shí)CO氣體在材料內(nèi)部還原出部分低價(jià)氧化物和非計(jì)量化合 物，堵塞氣孔，提高材料的微孔化率，減少了煤渣通過氣孔向微孔高鉻磚內(nèi)部滲透。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，所制備的微孔高鉻磚微孔化率高，其中< Iym的孔容積率大于 30%,抗煤渣滲透性好，延長(zhǎng)了高鉻磚的使用壽命。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)保護(hù)范圍的限制為避免重復(fù)，先將本具體實(shí)施方式
中所涉及到原料的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實(shí) 施例中不再贅述SiC顆粒的粒徑分布為粒度為3 Imm的占0. 1 2wt%，粒度為1 0. 5mm的占0. 1 2wt %，粒度為0. 5 0. 088mm的占0. 1 Iwt % ；SiC細(xì)粉的粒徑分布 為粒度為< 0. 088mm的占0. 1 2wt%，粒度為< 0. 045mm的占0. 1 2wt%，粒度為 < 0. 025mm的占0. 1 Iwt % ；電熔氧化鉻顆粒的粒徑分布為粒度為4 2mm的占10 15wt%，粒度為2 Imm的占15 25wt%，粒度為1 0. 5mm的占5 IOwt %，粒度為 0. 5 0. 088mm的占10 20wt% ；電熔氧化鉻細(xì)粉的粒徑分布為粒度為< 0. 088mm的占 5 IOwt%，粒度為< 0. 045mm的占5 IOwt%；單斜氧化鋯微粉的粒度為< 0. Olmm ；氧化 鋁微粉的粒度為< 0. 005mm ；氧化鉻綠細(xì)粉的粒度為< 0. 045mm。實(shí)施例1一種微孔高鉻磚及其制備方法，該微孔高鉻磚的組分及其質(zhì)量百分含量為電熔 氧化鉻顆粒為40 45wt %、電熔氧化鉻細(xì)粉為15 20wt %、SiC顆粒為4 5wt %，SiC細(xì) 粉為4 5wt%、單斜氧化鋯微粉為10 15wt%、氧化鋁微粉為5 8襯％和氧化鉻綠細(xì)粉 為8 12wt%，外加上述混合料1 2襯％的糊精和5 7wt%的磷酸二氫鋁作為結(jié)合劑。按所述微孔高鉻磚的組分先將其中的電熔氧化鉻細(xì)粉、SiC細(xì)粉、單斜氧化鋯微 粉、氧化鋁微粉和氧化鉻綠細(xì)粉按各自的質(zhì)量百分含量進(jìn)行混合，預(yù)制成混合粉料；再將其 中的電熔氧化鉻顆粒和SiC顆粒按各自的質(zhì)量百分含量干混3 5分鐘，然后按糊精和磷 酸二氫鋁的外加量將其加入到電熔氧化鉻顆粒和SiC顆粒的干混料中，濕混5 7分鐘，制 成混合顆粒料；最后將預(yù)制成的混合粉料加入到混合顆粒料中，混碾15 30分鐘，困料，壓 制成生坯，干燥，最后在空氣中于1350°C 140(TC條件下燒成。本實(shí)施例所制備的微孔高鉻磚經(jīng)檢測(cè)，< Ium的孔容積率為30 38%。
實(shí)施例2一種微孔高鉻磚及其制備方法，該微孔高鉻磚的組分及其質(zhì)量百分含量為電熔 氧化鉻顆粒為45 50wt %、電熔氧化鉻細(xì)粉為10 15wt %、SiC顆粒為2 4wt %，SiC 細(xì)粉為2 4wt%、單斜氧化鋯微粉為8 10wt%、氧化鋁微粉為12 15wt%和氧化鉻綠 細(xì)粉為4 8wt%，外加上述混合料0. 5 1襯％的糊精和3 5wt%的磷酸二氫鋁作為結(jié) 合劑。制備工藝除最后在空氣中于1400 1450°C條件下燒成外，其余同實(shí)施例1。本實(shí)施例 所制備的微孔高鉻磚經(jīng)檢測(cè)，< Ium的孔容積率為31 35%。實(shí)施例3一種微孔高鉻磚及其制備方法，該微孔高鉻磚的組分及其質(zhì)量百分含量為電熔 氧化鉻顆粒為50 55wt %、電熔氧化鉻細(xì)粉為15 20wt %、SiC顆粒為1 2wt %，SiC細(xì) 粉為1 2wt%、單斜氧化鋯微粉為5 8wt%、氧化鋁微粉為8 12襯％和氧化鉻綠細(xì)粉 為7 ，外加上述混合料1 3襯％的糊精和2 3wt%的磷酸二氫鋁作為結(jié)合劑。制備工藝除最后在空氣中于1450 1500°C條件下燒成外，其余同實(shí)施例1。本實(shí)施例所制備的微孔高鉻磚經(jīng)檢測(cè)，< Ium的孔容積率為35 32%。實(shí)施例4一種微孔高鉻磚及其制備方法，該微孔高鉻磚的組分及其質(zhì)量百分含量為電熔 氧化鉻顆粒為55 60wt%、電熔氧化鉻細(xì)粉為10 15wt%、SiC顆粒為0. 3 Iwt %，SiC 細(xì)粉為4 5wt%、單斜氧化鋯微粉為7 1 Iwt %、氧化鋁微粉為4 8wt%和氧化鉻綠細(xì) 粉為5 IOwt%，外加上述混合料1. 5 2. 5wt%的糊精和2 5wt%的磷酸二氫鋁作為結(jié) 合劑。制備工藝除最后在空氣中于1500 1550°C條件下燒成外，其余同實(shí)施例1。本實(shí)施例所制備的微孔高鉻磚經(jīng)檢測(cè)，< Ium的孔容積率為33 39%。實(shí)施例5一種微孔高鉻磚及其制備方法，該微孔高鉻磚的組分及其質(zhì)量百分含量為電熔 氧化鉻顆粒為60 65wt %、電熔氧化鉻細(xì)粉為15 20wt %、SiC顆粒為2 4wt %，SiC 細(xì)粉為0. 3 Iwt %、單斜氧化鋯微粉為4 6wt%、氧化鋁微粉為2 6wt%和氧化鉻綠 細(xì)粉為4 6wt%，外加上述混合料2 3襯％的糊精和4 7襯％的磷酸二氫鋁作為結(jié)合 劑。制備工藝除最后在空氣中于1550 1600°C條件下燒成外，其余同實(shí)施例1。本實(shí)施例所制備的微孔高鉻磚經(jīng)檢測(cè)，< Ium的孔容積率為37 43%。實(shí)施例6一種微孔高鉻磚及其制備方法，該微孔高鉻磚的組分及其質(zhì)量百分含量為電熔 氧化鉻顆粒為65 70wt%、電熔氧化鉻細(xì)粉為10 15wt%、SiC顆粒為0. 3 lwt%，SiC 細(xì)粉為0. 3 、單斜氧化鋯微粉為3 5wt%、氧化鋁微粉為6 12wt%和氧化鉻綠 細(xì)粉為4 6wt%，外加上述混合料0. 5 1. 5襯％的糊精和2 5wt%的磷酸二氫鋁作為 結(jié)合劑。制備工藝除最后在空氣中于1600 1650°C條件下燒成外，其余同實(shí)施例1。本實(shí)施例所制備的微孔高鉻磚經(jīng)檢測(cè)，< Ium的孔容積率為35 39%。
本具體實(shí)施方式
所制備的微孔高鉻磚在燒制過程中當(dāng)溫度達(dá)到1200°C時(shí)，SiC開 始緩慢氧化形成SiO和CO氣體，降低了材料內(nèi)部氧分壓，制造了弱還原性氣氛，促進(jìn)了高鉻 磚的燒結(jié)。同時(shí)CO氣體在材料內(nèi)部還原出部分低價(jià)氧化物和非計(jì)量化合物，堵塞氣孔，提 高材料的微孔化率，減少了煤渣通過氣孔向微孔高鉻磚內(nèi)部滲透。 本具體實(shí)施方式
工藝簡(jiǎn)單，所制備的微孔高鉻磚微孔化率高，其中< Iym的孔容 積率大于30 %，抗煤渣滲透性好，延長(zhǎng)了高鉻磚的使用壽命。
權(quán)利要求
一種微孔高鉻磚的制備方法，其特征在于所述高鉻磚的組分及其質(zhì)量百分含量為電熔氧化鉻顆粒為40～70wt％、電熔氧化鉻細(xì)粉為10～20wt％、SiC顆粒為0.3～5wt％、SiC細(xì)粉為0.3～5wt％、單斜氧化鋯微粉為3～15wt％、氧化鋁微粉為2～15wt％和氧化鉻綠細(xì)粉為4～12wt％，外加上述原料0.5～3wt％的糊精和2～7wt％的磷酸二氫鋁作為結(jié)合劑；按所述微孔高鉻磚的組分先將其中的電熔氧化鉻細(xì)粉、SiC細(xì)粉、單斜氧化鋯微粉、氧化鋁微粉和氧化鉻綠細(xì)粉按各自的質(zhì)量百分含量進(jìn)行混合，預(yù)制成混合粉料；再將其中的電熔氧化鉻顆粒和SiC顆粒按各自的質(zhì)量百分含量干混3～5分鐘，然后按糊精和磷酸二氫鋁的外加量將其加入到電熔氧化鉻顆粒和SiC顆粒的干混料中，濕混5～7分鐘，制成混合顆粒料；最后將預(yù)制成的混合粉料加入到混合顆粒料中，混碾15～30分鐘，困料，壓制成生坯，干燥，最后在空氣中于1350℃～1650℃條件下燒成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔高鉻磚的制備方法，其特征在于所述的SiC顆粒的粒徑 分布為粒度為3 Imm的占0. 1 2wt%，粒度為1 0. 5mm的占0. 1 2wt%，粒度為 0. 5 0. 088mm 的占 0. 1 Iwt %
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔高鉻磚的制備方法，其特征在于所述的SiC細(xì)粉的粒徑 分布為粒度為< 0. 088mm的占0. 1 2wt %，粒度為< 0. 045mm的占0. 1 2wt %，粒度為 < 0. 025mm 的占 0. 1 lwt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔高鉻磚的制備方法，其特征在于所述的電熔氧化鉻顆粒 的粒徑分布為粒度為4 2mm的占10 15wt%，粒度為2 Imm的占15 25wt%，粒度 為1 0. 5mm的占5 10wt%，粒度為0. 5 0. 088mm的占10 20wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔高鉻磚的制備方法，其特征在于所述的電熔氧化鉻細(xì)粉 的粒徑分布為粒度為< 0. 088mm的占5 IOwt%，粒度為< 0. 045mm的占5 IOwt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔高鉻磚的制備方法，其特征在于所述的單斜氧化鋯微粉 的粒度為< 0. Olmm ；氧化鋁微粉的粒度為< 0. 005mm ；氧化鉻綠細(xì)粉的粒度為< 0. 045mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的微孔高鉻磚的制備方法所制備的微孔高鉻磚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微孔高鉻磚及其制備方法。其方案是電熔氧化鉻顆粒為40～70wt％、電熔氧化鉻細(xì)粉為10～20wt％、SiC顆粒為0.3～5wt％、SiC細(xì)粉為0.3～5wt％、單斜氧化鋯微粉為3～15wt％、氧化鋁微粉為2～15wt％和氧化鉻綠細(xì)粉為4～12wt％，外加上述混合料0.5～3wt％的糊精和2～7wt％的磷酸二氫鋁作為結(jié)合劑。按上述組分先將電熔氧化鉻顆粒和SiC顆粒干混3～5分鐘，加入磷酸二氫鋁濕混5～7分鐘，再加入電熔氧化鉻細(xì)粉、SiC細(xì)粉、單斜氧化鋯微粉、氧化鋁微粉、氧化鉻綠細(xì)粉和糊精的預(yù)制混合粉料，混碾15～30分鐘，困料，壓制成生坯，干燥，在空氣中于1350～1650℃燒成。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，制備的微孔高鉻磚微孔化率高，抗煤渣滲透性好，延長(zhǎng)了高鉻磚使用壽命。
文檔編號(hào)C04B35/12GK101935229SQ20101029026
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者李亞偉, 李遠(yuǎn)兵, 桑紹柏, 羅明, 趙雷, 金勝利 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)