專利名稱：一種水煤漿加壓氣化爐用預制件及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于耐火材料技術領域，具體涉及一種水煤漿加壓氣化爐用預制件及其制備方法。
背景技術：
近年來，國際油價不斷攀升，以煤為原料的化學工業(yè)逐步顯示出競爭優(yōu)勢。因此，我國的煤氣化技術得到快速發(fā)展，與此同時，也對水煤漿加壓氣化爐用耐火材料提出了更高的要求。由于水煤漿加壓氣化爐內條件苛刻，高溫，高壓，并且煤爐渣侵蝕嚴重，因此水煤漿加壓氣化爐內襯用耐火材料一直是科研工作者的研究熱點。“水煤漿氣化爐用鉻鋯磚及其制備方法”(CN 101591189 A)專利技術，制備的水煤漿氣化爐用鉻鋯磚內襯材料，在高鉻砂為主要原料的基礎上加入ZrO2, Al2O3及稀土氧化物，在燒制過程中采用惰性保護氣氛，降低燒成溫度，其強度高，顯氣孔率低。但是該方法存在如下缺陷:(1)機壓成型工序復雜，人 工成本和模具損耗都比較大。(2)定型制品在使用過程中磚縫部位侵蝕嚴重，大大降低了磚的使用壽命。用澆注料代替定型磚“煤氣爐專用澆注料的開發(fā)應用”(《中氮肥》期刊2002年5月第3期)技術，作為煤氣發(fā)生爐內襯材料能提高爐體壽命，并且產生很大的經濟效益，但是水煤漿加壓氣化爐使用條件較煤氣發(fā)生爐苛亥IJ，該鋁硅系澆注料強度較低，抗侵蝕性能也不能滿足水煤漿氣化爐的使用條件。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術缺陷，目的是提供一種工藝簡單和生產成本低的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法；用該方法制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件使用壽命長、強度高、熱震穩(wěn)定性和抗侵蝕性能優(yōu)良。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為:先以40 70被％的電熔氧化鉻顆粒、10 25wt%的鋯剛玉顆粒、5 20wt%的電熔氧化鉻細粉、2 10wt%的氧化鋁微粉、3 10wt%的單斜氧化鋯微粉、f 10wt%的氧化鉻綠微粉為原料，混合，再外加所述原料0.5^3wt%的純鋁酸鈣水泥、0.Γ0.8wt%的異丁烯聚合物、0.Γ0.2wt%的聚羧酸鹽減水劑和2 6wt%的水，攪拌均勻，振動成型，在2(T50°C條件下養(yǎng)護f 2天，脫模，干燥，然后在空氣中于140(Tl6(KrC條件下燒成，即得水煤漿加壓氣化爐用預制件。所述電熔氧化鉻顆粒的粒徑分布為:4 3mm為20 30wt%, 3 2mm為30 40wt%, 2 Imm為 5 30wt%， < Imm 為 10 35wt%。所述鋯剛玉中ZrO2含量為l(T40wt%，鋯剛玉顆粒的粒徑分布為:2 Imm為60 90wt%, < Imm 為 10 40wt%。所述電熔氧化鉻細粉中Cr2O3的含量> 99wt%，電熔氧化鉻細粉的粒徑< 0.088mm。所述氧化鋁微粉中Al2O3的含量> 98wt%，氧化鋁微粉的粒徑< 10 μ m。 所述單斜氧化鋯微粉中ZrO2的含量> 98wt%，單斜氧化鋯微粉的粒徑< 10 μ m。
所述氧化鉻綠微粉中Cr2O3的含量> 99wt%，氧化鉻綠微粉的粒徑< 10 μ m。所述純鋁酸鈣水泥中Al2O3的含量> 70wt %。所述異丁烯聚合物為水溶性聚合物，其分子量為5500(Γ65000。由于采用上述技術方案，本發(fā)明采用預制件來代替現(xiàn)有的高鉻磚作為水煤漿加壓氣化爐內襯材料，為了滿足高強度、高熱震穩(wěn)定性和高抗侵蝕性的條件，采用電熔氧化鋯、電熔鋯剛玉、氧化鋁微粉和單斜氧化鋯微粉等作為主要原料。經過大量的探索性試驗，找到一種能夠促進凝固的異丁烯聚合物，該聚合物為水溶性，能在常溫下發(fā)生水解，使預制件產生一定的生坯強度，同時由于該水溶性聚合物分散性好，且燒結后無灰分殘留，避免了因水泥含量過高而引起的抗侵蝕性能下降。同高鉻磚相比，該預制件的生產避免因摩擦壓磚機成型而引起的應力不均勻，邊角強度差的缺點，同時大大減少了因為砌爐過程中的磚縫而提高了使用壽命，并且由于工藝·改變，大大降低生產過程中的人工和模具成本。本發(fā)明制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件脫模后生坯耐壓強度為35 45MPa，燒后常溫耐壓強度為12(Tl45MPa，常溫抗折強度為16 20MPa，熱震穩(wěn)定性良好，抗渣侵蝕性能優(yōu)良，使用壽命為10000 11000小時。因此，本發(fā)明制備工藝簡單和生產成本低；用該方法制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件使用壽命長、強度高、熱震穩(wěn)定性和抗侵蝕性能優(yōu)良。
具體實施例方式下面結合實施實例對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。為避免重復，現(xiàn)將本具體實施方式
所涉及原料和添加劑的技術參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述。所述電熔氧化鉻顆粒的粒徑分布為:4 3mm為20 30wt%, 3 2mm為30 40wt%, 2 Imm為 5 30wt%， < Imm 為 10 35wt%。 所述鋯剛玉中ZrO2含量為l(T40wt%，鋯剛玉顆粒的粒徑分布為:2 Imm為60 90wt%, < Imm 為 10 40wt%。所述電熔氧化鉻細粉中Cr2O3的含量> 99wt%，電熔氧化鉻細粉的粒徑< 0.088mm。所述氧化鋁微粉中Al2O3的含量> 98wt%，氧化鋁微粉的粒徑< 10 μ m。所述單斜氧化鋯微粉中ZrO2的含量> 98wt%，單斜氧化鋯微粉的粒徑< 10 μ m。所述氧化鉻綠微粉中Cr2O3的含量> 99wt%，氧化鉻綠微粉的粒徑< 10 μ m。所述純鋁酸鈣水泥中Al2O3的含量> 70wt %。所述異丁烯聚合物為水溶性聚合物，其分子量為5500(Γ65000。實施例1
一種水煤漿加壓氣化爐用預制件及其制備方法。先以4(T50wt%的電熔氧化鉻顆粒、2(T25wt%的鋯剛玉顆粒、15 20wt%的電熔氧化鉻細粉、2 6wt%的氧化鋁微粉、7 10wt%的單斜氧化鋯微粉、rewt%的氧化鉻綠微粉為原料，混合，再外加所述原料0.5^1.5wt%的純鋁酸鈣水泥、0.5^0.8wt%的異丁烯聚合物、0.Γ0.15wt%的聚羧酸鹽減水劑和2飛wt%的水，攪拌均勻，振動成型，在2(T50°C條件下養(yǎng)護f 2天，脫模，干燥，然后在空氣中于140(Tl500°C條件下燒成，即得水煤漿加壓氣化爐用預制件。本實施例1制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件脫模后生坯耐壓強度為35 40MPa，燒后常溫耐壓強度為12(Tl30MPa，常溫抗折強度為16 18MPa，熱震穩(wěn)定性良好，抗渣侵蝕性能優(yōu)良。實施例2
一種水煤漿加壓氣化爐用預制件及其制備方法。先以4(T50wt%的電熔氧化鉻顆粒、15 20wt%的鋯剛玉顆粒、l(Tl5wt%的電熔氧化鉻細粉、6 10wt%的氧化鋁微粉、7 10wt%的單斜氧化鋯微粉、5 10wt%的氧化鉻綠微粉為原料，混合，再外加所述原料1.(Γ2.0wt%的純鋁酸鈣水泥、0.2^0.5wt%的異丁烯聚合物、0.15^0.2wt%的聚羧酸鹽減水劑和2飛wt%的水，攪拌均勻，振動成型，在2(T50°C條件下養(yǎng)護f 2天，脫模，干燥，然后在空氣中于150(Tl6(KrC條件下燒成，即得水煤漿加壓氣化爐用預制件。本實施例2制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件脫模后生坯耐壓強度為38 43MPa，燒后常溫耐壓強度為126 136MPa，常溫抗折強度為17 19MPa，熱震穩(wěn)定性良好，抗渣侵蝕性能優(yōu)良。實施例3
一種水煤漿加壓氣化爐用預制件及其制備方法。先以5(T60wt%的電熔氧化鉻顆粒、2(T25wt%的鋯剛玉顆粒、5 10wt%的電熔氧化鉻細粉、2 6wt%的氧化鋁微粉、5 8wt%的單斜氧化鋯微粉、r6wt%的氧化鉻綠微粉為原料，混合，再外加所述原料2 3wt%的純鋁酸鈣水泥、0.Γ0.4wt%的異丁烯聚合物、0.15^0.2wt%的聚羧酸鹽減水劑和2飛wt%的水，攪拌均勻，振動成型，在2(T50°C條件下養(yǎng)護廣2天，脫模，干燥，然后在空氣中于140(Tl50(rC條件下燒成，即得水煤漿加壓氣化爐用預制件。本實施例3制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件脫模后生坯耐壓強度為4(T45MPa，燒后常溫耐壓強度為132 142MPa，常溫抗折強度為17 19MPa，熱震穩(wěn)定性良好，抗渣侵蝕性能優(yōu)良。

實施例4
一種水煤漿加壓氣化爐用預制件及其制備方法。先以5(T60wt%的電熔氧化鉻顆粒、l(Tl5wt%的鋯剛玉顆粒、15 20wt%的電熔氧化鉻細粉、6 10wt%的氧化鋁微粉、3 6wt%的單斜氧化鋯微粉、f6wt%的氧化鉻綠微粉為原料，混合，再外加所述原料1.5^2.5wt%的純鋁酸鈣水泥、0.3^0.6wt%的異丁烯聚合物、0.15^0.2wt%的聚羧酸鹽減水劑和2飛wt%的水，攪拌均勻，振動成型，在2(T50°C條件下養(yǎng)護1 2天，脫模，干燥，然后在空氣中于150(Tl600°C條件下燒成，即得水煤漿加壓氣化爐用預制件。本實施例4制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件脫模后生坯耐壓強度為35 40MPa，燒后常溫耐壓強度為123 133MPa，常溫抗折強度為16 18MPa，熱震穩(wěn)定性良好，抗渣侵蝕性能優(yōu)良。實施例5
一種水煤漿加壓氣化爐用預制件及其制備方法。先以6(T70wt%的電熔氧化鉻顆粒、15 20t%的鋯剛玉顆粒、5 10wt%的電熔氧化鉻細粉、2 6wt%的氧化鋁微粉、3 6wt%的單斜氧化鋯微粉、f6wt%的氧化鉻綠微粉為原料，混合，再外加所述原料f2wt%的純鋁酸鈣水泥、0.2^0.5wt%的異丁烯聚合物、0.Γ0.15wt%的聚羧酸鹽減水劑和2飛wt%的水，攪拌均勻，振動成型，在2(T50°C條件下養(yǎng)護廣2天，脫模，干燥，然后在空氣中于140(Tl50(rC條件下燒成，即得水煤漿加壓氣化爐用預制件。
本實施例5制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件脫模后生坯耐壓強度為37 42MPa，燒后常溫耐壓強度為129 139MPa，常溫抗折強度為17 19MPa，熱震穩(wěn)定性良好，抗渣侵蝕性能優(yōu)良。實施例6
一種水煤漿加壓氣化爐用預制件及其制備方法。先以6(T70wt%的電熔氧化鉻顆粒、l(Tl5wt%的鋯剛玉顆粒、5 10wt%的電熔氧化鉻細粉、2 6wt%的氧化鋁微粉、3 6wt%的單斜氧化鋯微粉、5 10wt%的氧化鉻綠微粉為原料，混合，再外加所述原料2 3wt%的純鋁酸鈣水泥、0.Γ0.4wt%的異丁烯聚合物、0.15^0.2wt%的聚羧酸鹽減水劑和2飛wt%的水，攪拌均勻，振動成型，在2(T50°C條件下養(yǎng)護f 2天，脫模，干燥，然后在空氣中于150(Tl60(rC條件下燒成，即得水煤漿加壓氣化爐用預制件。本實施例6制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件脫模后生坯耐壓強度為4(T45MPa，燒后常溫耐壓強度為135 145MPa，常溫抗折強度為18 20MPa，熱震穩(wěn)定性良好，抗渣侵蝕性能優(yōu)良。本具體實施方式
采用預制件來代替現(xiàn)有的高鉻磚作為水煤漿加壓氣化爐內襯材料，為了滿足高強度、高熱震穩(wěn)定性和高抗侵蝕性的條件，采用電熔氧化鋯、電熔鋯剛玉、氧化鋁微粉和單斜氧化鋯微粉等作為主要原料。經過大量的探索性試驗，找到一種能夠促進凝固的異丁烯聚合物，該聚合物為水溶性，能在常溫下發(fā)生水解，使預制件產生一定的生坯強度，同時由于該水溶性聚合物分散性好，且燒結后無灰分殘留，避免了因水泥含量過高而引起的抗侵蝕性能下降。同高鉻磚相比，該預制件的生產避免因摩擦壓磚機成型而引起的應力不均勻，邊角強度差的缺點，同時大大減少了因為砌爐過程中的磚縫而提高了使用壽命，并且由于工藝改變，大大降低生產過程中的人工和模具成本。

本具體實施方式
制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件脫模后生坯耐壓強度為35 45MPa，燒后常溫耐壓強度為120 145MPa，常溫抗折強度為16 20MPa，熱震穩(wěn)定性良好，抗渣侵蝕性能優(yōu)良，使用壽命為1000(Γ11000小時。因此，本具體實施方式
制備工藝簡單和生產成本低；用該方法制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件使用壽命長、強度高、熱震穩(wěn)定性和抗侵蝕性能優(yōu)良。
權利要求
1.一種水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法，其特征在于先以4(T70wt%的電熔氧化鉻顆粒、l(T25wt%的鋯剛玉顆粒、5 20wt%的電熔氧化鉻細粉、2 10wt%的氧化鋁微粉、3 10wt%的單斜氧化鋯微粉、f 10wt%的氧化鉻綠微粉為原料，混合，再外加所述原料0.5 3wt%的純鋁酸鈣水泥、0.Γ0.8wt%的異丁烯聚合物、0.Γ0.2wt%的聚羧酸鹽減水劑和2^6wt%的水，攪拌均勻，振動成型，在2(T50°C條件下養(yǎng)護f 2天，脫模，干燥，然后在空氣中于140(Tl600°C條件下燒成。
2.根據(jù)權利要求1所述的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法，其特征在于所述電熔氧化鉻顆粒的粒徑分布為:4 3mm為20 30wt%，3 2mm為30 40wt%，2 Imm為5 30wt%，<Imm 為 10 35wt%。
3.根據(jù)權利要求1所述的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法，其特征在于所述鋯剛玉中ZrO2含量為10 40wt%，鋯剛玉顆粒的粒徑分布為:2 Imm為60 90wt%，< Imm為10 40wt%。
4.根據(jù)權利要求1所述的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法，其特征在于所述電熔氧化鉻細粉中Cr2O3的含量> 99wt%，電熔氧化鉻細粉的粒徑< 0.088mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法，其特征在于所述氧化鋁微粉中Al2O3 的含量> 98wt%，氧化鋁微粉的粒徑< 10 μ m。
6.根據(jù)權利要求1所述的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法，其特征在于所述單斜氧化鋯微粉中ZrO2的含量> 98wt%，單斜氧化鋯微粉的粒徑< 10 μ m。
7.根據(jù)權利要求1所述的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法，其特征在于所述氧化鉻綠微粉中Cr2O3的含量> 99wt%，氧化鉻綠微粉的粒徑< 10 μ m。
8.根據(jù)權利要求1所述的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法，其特征在于所述純鋁酸鈣水泥中Al2O3的含量> 70wt%。
9.根據(jù)權利要求1所述的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法，其特征在于所述異丁烯聚合物為水溶性聚合物，其分子量為5500(Γ65000。
10.一種水煤漿加壓氣化爐用預制件，其特征在于所述預制件為根據(jù)權利要求Γ9項中任一項所述的水煤漿加壓氣化爐用預制件的制備方法所制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水煤漿加壓氣化爐用預制件及其制備方法。其技術方案為先以40~70wt%的電熔氧化鉻顆粒、10~25wt%的鋯剛玉顆粒、5~20wt%的電熔氧化鉻細粉、2~10wt%的氧化鋁微粉、3~10wt%的單斜氧化鋯微粉、1~10wt%的氧化鉻綠微粉為原料，混合，再外加所述原料0.5~3wt%的純鋁酸鈣水泥、0.1~0.8wt%的異丁烯聚合物、0.1~0.2wt%的聚羧酸鹽減水劑和2~6wt%的水；攪拌均勻，振動成型，在20~50℃條件下養(yǎng)護1~2天，脫模，干燥，然后在空氣中于1400~1600℃條件下燒成。本發(fā)明制備工藝簡單和生產成本低；用該方法制備的水煤漿加壓氣化爐用預制件使用壽命長、強度高、熱震穩(wěn)定性和抗侵蝕性能優(yōu)良。
文檔編號C04B35/622GK103159489SQ201310083219
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權日2013年3月15日
發(fā)明者李亞偉, 別傳玉, 桑紹柏, 喬建房, 呂培中 申請人:武漢科技大學