[发明专利]胶体浸渍法制备的高铬砖

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种采用胶体浸渍法制备的高铬砖，是煤气化装置用耐火材料的重要组成部分。

背景技术

随着国际原油价格的不断攀升，利用相对低廉的煤生产乙烯、甲醇、合成氨、发电的水煤浆气化工艺，既能使煤得到充分利用，又有利于环保，具有广泛的市场前景。水煤浆加压气化炉是目前国内最为常用的煤气化装置。水煤浆气化炉工作温度通常1500℃左右、炉内气压5MPa左右、强还原气氛、液态酸性熔渣，同时伴随着气、液、固体的高速冲刷和气压的波动，这一苛刻条件对耐火材料提出了极高的要求。高铬砖(Cr₂O₃-Al₂O₃-ZrO₂砖)具有较高的高温强度，优异的耐酸性煤渣渗透性能，是水煤浆气化炉的关键内衬材料。

普通高铬砖，以烧结或电熔氧化铬颗粒为骨料，以氧化铬绿、电熔氧化铬细粉、α-Al₂O₃粉、m-ZrO₂粉的混合粉为基质，添加结合剂，在摩擦压砖机上成型，在高温窑中经1600～1800℃烧成后，方可使用。普通高铬砖，由于显气孔率高(15～20％)，低粘度的液态煤熔渣在高压下极易通过贯通气孔渗入到高铬砖内部，破坏材料内部结构，大大降低了高铬砖的寿命，也间接影响了气化炉的整体使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提出一种采用胶体浸渍法制备的高铬砖，使其具有气孔率低、抗煤渣渗透能力强的特点，该高铬砖作为水煤浆气化炉的内衬材料，能在苛刻的工况条件下长时间使用，提高水煤浆气化炉的整体寿命。

本发明完成其发明任务采取的技术方案是：一种胶体浸渍法制备的高铬砖，该高铬砖中Cr₂O₃含量≥60wt％，是水煤浆气化炉的关键内衬材料，该高铬砖是以烧成后的普通高铬砖制品为原材料，经干燥后放入浸液槽内，并置于真空装置中，在真空状态下向浸液槽中缓慢注入一定粘度的胶体，至高铬砖被完全浸没，保持真空一段时间，将装有高铬砖的浸液槽在空气中静置一段时间后，将高铬砖从浸渍的胶体中取出，经烘干或自然干燥后，得到无需高温烧成即可使用的产品。

所述的普通高铬砖制品是指市售的Cr₂O₃质量分数为60～95％的Cr₂O₃-Al₂O₃-ZrO₂质或Cr₂O₃-Al₂O₃质烧成定形制品；

所述的胶体是磷酸二氢铝胶体、磷酸铝胶体、磷酸铬胶体、磷酸铝铬胶体、磷酸锆胶体、氢氧化铬胶体、氢氧化铝胶体、氢氧化锆胶体中的任一种或多种组合而成；

所述的胶体粘度范围为40～300mPa·s，胶体的粘度值是根据分散体中胶粒的浓度调节得到的。

含铝、铬、锆的磷酸盐胶体以及铝、铬、锆的氢氧化物胶体，添加到Cr₂O₃-Al₂O₃-ZrO₂砖中不引入新的物相，不降低耐火材料的高温性能。而且，这些胶体渗入砖中，占据砖内气孔，可明显降低材料显气孔率，减少熔渣向砖内部的渗透。

与现有高铬砖制品相比，本发明具有显气孔率低、抗折强度高、抗煤渣渗透性优异等特点。

具体实施方式

实施例1：以市售Cr₂O₃质量分数为90％的普通Cr₂O₃-Al₂O₃-ZrO₂质烧成定形制品为原料，将其110℃干燥后放入浸液槽内，并置于真空装置中，在真空状态下(压强小于2500Pa)向浸液槽中缓慢注入粘度为40mPa·s的磷酸二氢铝胶体，至高铬砖被完全浸没，保持真空约5min，将装有高铬砖的浸液槽在空气中静置60min后，将高铬砖从浸渍的胶体中取出，烘干即得产品。