[发明专利]一种高铬砖的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种高铬砖的制备方法，这种高铬砖 是煤气化装置用耐火材料的重要组成部分。

背景技术

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。

现有高铬砖，以烧结或电熔氧化铬颗粒或铬刚玉颗粒为骨料，以氧化铬绿电 熔、氧化铬细粉、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。在高铬砖制备过程中，高铬砖m-ZrO₂发生晶相转变，产生体积变化，在基质中产生微裂纹，在高铬砖使用过程中起到抵 抗热冲击的作用，使得这种高铬砖具有良好的抗热震性。但是，由于m-ZrO₂优良 的化学稳定性，难以与高铬砖中其它物质发生化学反应形成连续的固溶体，使得 m-ZrO₂独立的存在于铝铬固溶体之外。在高铬砖使用过程中，温度上升，m-ZrO₂体积缩小，在周围产生缝隙，使得煤渣在这些缝隙中富集，同时，随着煤渣向高铬 砖内部的渗透，m-ZrO₂随着煤渣向高铬砖内部迁移，在工作面造成孔洞，加剧了 煤渣的渗透，降低了高铬砖的抗渗透性，影响气化炉整体使用寿命。

发明内容

本发明的目的即是提出一种高铬砖制备方法，以克服现有高铬砖所存在的上 述缺陷。

本发明的具体技术方案是：一种高铬砖的制备方法，这种高铬砖是水煤浆气化 炉的关键内衬材料，该高铬砖以电熔氧化铬颗粒、烧结氧化铬颗粒、铬刚玉颗粒中 的一种、两种或三种为骨料，骨料所占的质量分数为55％～80％，基质所占质量分 数为20％～45％，基质中含有氧化铬绿、氧化铬细粉、Al₂O₃粉、氧化镁稳定的氧 化锆粉；所述氧化镁稳定的氧化锆粉其质量分数占所有组分质量的1％～10％；将骨 料在强制混碾机中加入结合剂后混合均匀，再向其中加入基质混合均匀后，经困料， 压制成生坯，干燥，1600～1800℃烧成；高铬砖坯体在烧制过程中当温度超过 1400℃，氧化镁从氧化锆中脱溶出来，形成m-ZrO₂，使高铬砖具有良好的抗热震 性；同时，氧化镁与m-ZrO₂周围的氧化铝发生反应形成镁铝尖晶石包裹在m-ZrO₂周围，形成一层致密的保护层；阻碍煤渣与m-ZrO₂接触，防止m-ZrO₂随煤渣向高 铬砖内部渗透造成高铬砖抗渗透性下降。

所述的含氧化镁稳定的氧化锆，包括单独氧化镁稳定的氧化锆和氧化镁与其它 物质复合稳定的氧化锆；

所述的稳定氧化锆粉是指稳定化率在20％以上的稳定氧化锆；

所述的氧化锆粉其质量分数占所有组分质量的1％～10％；

所述的氧化锆粉粒度范围中位径D₅₀为1μm～6μm。

本发明的目的在于克服高铬砖在使用过程中，m-ZrO₂随煤渣向高铬砖内部迁 移的问题，与现有制品相比，本发明既利用了m-ZrO₂可以提高高铬砖抗热震性的 特点，保留原有高铬砖良好的抗热震性，又解决了高铬砖在使用过程中m-ZrO₂随 煤渣迁移造成高铬砖抗渗透性降低的问题，提高了其抗煤熔渣渗透性。

具体实施方式

实施例1：以＜5mm铬刚玉颗粒为骨料，占总组分质量的55％，以320目氧 化铬绿、320目电熔氧化铬粉、320目Al₂O₃粉、粒度为1μm的氧化镁氧化钇复合 稳定氧化锆粉为基质，分别占总组分质量的20％、12％、12％、1％。其中氧化镁占 稳定氧化锆粉的质量分数为2％，氧化钇占稳定氧化锆粉的质量分数为1％，稳定 化率为21％。骨料外加3％磷酸二氢铝作结合剂，加入基质混合均匀，经困料后， 在摩擦压砖机上成型坯体，烘干后在高温窑中经1630℃烧成制成产品。