CN101913886A - 一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，公开一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖及其制备方法，95铬铝锆砖，其原料包括电熔氧化铬、氧化铬绿、氧化锆微粉、α-Al₂O₃微粉和结合剂，以重量百分比计；其制备方法，包括以下工艺步骤：(1)按上述重量百分比称取原料；(2)将上述原料放入湿碾机中混合碾压成泥料；(3)将上述泥料放入摩擦压力机中加压成型，制得半成品；(4)将半成品置于干燥窑中干燥；(5)将干燥后半成品置于自动化梭式窑中进行烧成；(6)成品出窑，对产品进行外观和理化检验。本发明的95铬铝锆砖与现有90铬铝锆砖相比，提高了抗冲刷及抗侵蚀性、体积密度、常温耐压强度，使用寿命提高了20～50％。

Description

一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其是涉及一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖及其制备方法。

背景技术

目前，水煤浆加压气化炉向火面砖普遍采用90铬铝锆砖(俗称高铬砖)。90铬铝锆砖的理化指标为：Cr₂O₃质量含量≥86％，ZrO₂质量含量为4～7％，Fe₂O₃质量含量≤0.4％，体积密度≥4.2g/cm³，显气孔率≤17％，常温耐压强度≥100Mpa。由于90铬铝锆砖具有体积密度大、显气孔率低、常温耐压大、氧化铁和氧化硅等杂质含量少的优点、同时具有很好的热态稳定性能，抗高温蠕变性能等，这些满足了气化炉向火面用耐火材料的要求，所以90铬铝锆砖是目前气化炉向火面耐材的最佳选择。

但是随着煤气化工艺技术的改进、炉型的增大及气化炉由顶喷单喷嘴向侧喷四喷嘴的改进，90铬铝锆砖在气化炉的拱顶及渣口部位的使用寿命分别为五千小时、四千小时左右，已严重制约了气化炉的开工作业率及企业的经济效益。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其采用以下重量百分比原料制备而成：电熔氧化铬4mm～2mm  40％～50％；电熔氧化铬2mm～0mm15％～25％；电熔氧化铬≤0.088mm  21％～23.5％；氧化铬绿5.0％～6.0％；氧化锆微粉1.5％～3.0％；α-Al₂O₃微粉5.0％～6.0％；再加入按上述原料总量百分比计3.0％～4.0％的结合剂。

所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其电熔氧化铬中氧化铬重量百分比≥99％。

所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其氧化铬绿由粒径小于等于5μm的颗粒组成，氧化铬绿中氧化铬重量百分比≥99％。

所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其氧化锆微粉由粒径小于等于5μm的颗粒组成，氧化锆微粉中氧化锆重量百分比≥97％。

所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其α-Al₂O₃微粉由粒径小于等于5μm的颗粒组成，α-Al₂O₃微粉中α-Al₂O₃重量百分比≥99％。

所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其结合剂为磷酸二氢铝及糊精。

所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其原料电熔氧化铬的制备工艺步骤为：首先将Cr₂O₃重量百分比≥99％的工业氧化铬绿置于2150～2200℃电弧炉中电熔；自然冷却至室温；然后取出进行粗、中、细碎；再进行筛分分级，得到粒径分别为4mm～2mm、2mm～0mm、≤0.088mm三种颗粒，即为电熔氧化铬原料。

一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖的制备方法，其包括以下工艺步骤：

(1)、按上述重量百分比称取原料电熔氧化铬、氧化铬绿、氧化锆微粉、α-Al₂O₃微粉、结合剂；

(2)、将上述原料放入湿碾机中混合碾压25～30分钟，成泥料；

(3)、将上述泥料放入摩擦压力机或液压压力机中，以300Mpa～500Mpa加压成型，制得半成品；

(4)、将半成品置于干燥窑中干燥，从室温开始以10℃/min的速率升温至120℃，保温72小时，然后冷却至室温；

(5)、将干燥后半成品置于自动化梭式窑中进行烧成，从室温开始以30～40℃/min升温至1680～1720℃，保温10小时，停窑，然后冷却至室温；

(6)、待自动化梭式窑内冷却至室温后，成品出窑；对产品进行外观和理化检验。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

该水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其理化指标为：Cr₂O₃重量百分比为91～94％，ZrO₂质量含量为1～3％，Fe₂O₃质量含量≤0.3％，体积密度≥4.30g/cm³，显气孔率≤17％，常温耐压强度为120～160Mpa；Cr₂O₃重量百分比由86％左右提高到91～94％，改善了制品95铬铝锆砖的抗侵蚀性能；利用ZrO₂的相变体积变化，即相变增韧原理，提高制品的抗热冲击能力，改善制品的热震稳定性；通过添加适量的氧化铬绿微粉、氧化锆微粉及α-Al₂O₃微粉，降低制品的显气孔率，从而提高制品的抗渗透性及侵蚀性；制品的体积密度由4.2g/cm³左右提高到4.30g/cm³，以及制品的常温耐压强度由100Mpa左右提高到120～160Mpa，均可改善制品的抗冲刷性。本发明的95铬铝锆砖与现有的90铬铝锆砖相比，其使用寿命提高了20～50％，为用户创造十分可观的经济效益。

该水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖的制备方法，其采用高纯原料，即主要原料主成分质量含量均大于99％，避免了杂质对产品质量的不良影响；采用电熔工艺制得电熔氧化铬原料，使原料晶粒发育完全，晶粒较大，体积密度显著提高，提高了产品的抗侵蚀性；半成品采用高压成型，提高了产品的体积密度及耐压强度；半成品采用远红外干燥，提高了干燥效率，并提高了半成品的合格率；成品采用高温烧成，提高了产品的结构强度，进而提高了产品的抗冲刷及抗侵蚀性。

具体实施方式

参照以下实施例可以对本发明作进一步详细说明；但是，本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其原料按重量百分比计：电熔氧化铬4mm～2mm  40％，电熔氧化铬2mm～0mm  25％，电熔氧化铬≤0.088mm  23.5％，氧化铬绿5.0％，氧化锆微粉1.5％，α-Al₂O₃微粉5.0％；按所述原料总量百分比计，再加入磷酸二氢铝2.5％，糊精0.4％。

实施例2

一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其原料按重量百分比计：电熔氧化铬4mm～2mm  45％，电熔氧化铬2mm～0mm  20％，电熔氧化铬≤0.088mm  22.5％，氧化铬绿5.0％，氧化锆微粉2.0％，α-Al₂O₃微粉5.5％；按所述原料总量百分比计，再加入磷酸二氢铝3.0％，糊精0.35％。

实施例3

一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其原料按重量百分比计：电熔氧化铬4mm～2mm  50％，电熔氧化铬2mm～0mm  15.0％，电熔氧化铬≤0.088mm  21.0％，氧化铬绿5.0％，氧化锆微粉3.0％，α-Al₂O₃微粉6.0％；按所述原料总量百分比计，再加入磷酸二氢铝3.5％，糊精0.3％。

上述的实施例中，电熔氧化铬中氧化铬重量百分比≥99％；氧化铬绿由粒径小于等于5μm的颗粒组成，氧化铬绿中氧化铬重量百分比≥99％；氧化锆微粉由粒径小于等于5μm的颗粒组成，氧化锆微粉中氧化锆重量百分比≥97％；α-Al₂O₃微粉由粒径小于等于5μm的颗粒组成，α-Al₂O₃微粉中α-Al₂O₃重量百分比≥99％；磷酸二氢铝为液体状；糊精为粉状，符合2005版中国药典标准。

所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其原料电熔氧化铬的制备工艺步骤为：首先将Cr₂O₃重量百分比≥99％的工业氧化铬绿置于2150～2200℃电弧炉中电熔；自然冷却至室温；然后取出进行粗、中、细碎；再进行筛分分级，得到粒径分别为4mm～2mm、2mm～0mm、≤0.088mm三种颗粒，即为电熔氧化铬原料。

所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖的制备方法，其具体工艺步骤为：

(1)、按重量百分比称取原料电熔氧化铬、氧化铬绿、氧化锆微粉、α-Al₂O₃微粉、磷酸二氢铝、糊精；

(2)、将上述原料放入湿碾机中混合碾压25～30分钟，成泥料；

(3)、将上述泥料放入摩擦压力机或液压压力机中，以300Mpa～500Mpa加压成型，制得半成品；

(4)、将半成品置于干燥窑中干燥，从室温25℃开始以10℃/min的速率升温至120℃，保温72小时，然后自然冷却至室温；

(5)、将干燥后半成品置于自动化梭式窑中进行烧成，从室温开始以30～40℃/min升温至1680～1720℃，保温10小时，停窑，然后自然冷却至室温；

(6)、待自动化梭式窑内自然冷却至室温后，成品出窑；对产品进行外观和理化检验。

上述步骤(5)中，干燥后半成品在自动化梭式窑中进行烧成，烧成曲线为：

Claims (8)

1.一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其特征在于：其采用以下重量百分比原料制备而成：电熔氧化铬4mm～2mm 40％～50％；电熔氧化铬2mm～0mm  15％～25％；电熔氧化铬≤0.088mm  21％～23.5％；氧化铬绿5.0％～6.0％；氧化锆微粉1.5％～3.0％；α-Al₂O₃微粉5.0％～6.0％；再加入按上述原料总量百分比计3.0％～4.0％的结合剂。

2.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其特征在于：其电熔氧化铬中氧化铬重量百分比≥99％。

3.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其特征在于：其氧化铬绿由粒径小于等于5μm的颗粒组成，氧化铬绿中氧化铬重量百分比≥99％。

4.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其特征在于：其氧化锆微粉由粒径小于等于5μm的颗粒组成，氧化锆微粉中氧化锆重量百分比≥97％。

5.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其特征在于：其α-Al₂O₃微粉由粒径小于等于5μm的颗粒组成，α-Al₂O₃微粉中α-Al₂O₃重量百分比≥99％。

6.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其特征在于：其结合剂为磷酸二氢铝及糊精。

7.根据权利要求1所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖，其原料电熔氧化铬的制备工艺，其特征在于：其工艺步骤为：首先将Cr₂O₃重量百分比≥99％的工业氧化铬绿置于2150～2200℃电弧炉中电熔；自然冷却至室温；然后取出进行粗、中、细碎；再进行筛分分级，得到粒径分别为4mm～2mm、2mm～0mm、≤0.088mm三种颗粒，即为电熔氧化铬原料。

8.一种权利要求1所述的水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖的制备方法，其特征在于：其包括以下工艺步骤：

(1)、按上述重量百分比称取原料电熔氧化铬、氧化铬绿、氧化锆微粉、α-Al₂O₃微粉、结合剂；

(2)、将上述原料放入湿碾机中混合碾压25～30分钟，成泥料；

(3)、将上述泥料放入摩擦压力机或液压压力机中，以300Mpa～500Mpa加压成型，制得半成品；

(4)、将半成品置于干燥窑中干燥，从室温开始以10℃/min的速率升温至120℃，保温72小时，然后冷却至室温；

(5)、将干燥后半成品置于自动化梭式窑中进行烧成，从室温开始以30～40℃/min升温至1680～1720℃，保温10小时，停窑，然后冷却至室温；

(6)、待自动化梭式窑内冷却至室温后，成品出窑；对产品进行外观和理化检验。