[发明专利]一种水煤浆气化炉用尖晶石浇注料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于尖晶石浇注料技术领域，具体涉及一种水煤浆气化炉用尖晶石浇注料及其使用方法。

背景技术

随着煤化工技术的发展，煤炭作为化工原料的比重不断增加，新型煤气化技术得到快速发展。水煤浆气化炉是以水煤浆为原料制取CO和H₂为主的混合气体装置。在该装置中，水煤浆经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程。因而，水煤浆气化炉内衬耐火材料除了承受高温(1250~1400℃)、高压(4~8.5MPa)和强还原气氛作用外，还遭受酸性煤熔渣的侵蚀。

目前，水煤浆气化炉普遍采用高铬砖（亦称铬铝锆砖）作为内衬耐火材料。“水煤浆气化炉用铬锆砖及其制备方法”（200910047835.1）和“一种水煤浆加压气化炉用95铬铝锆砖及其制备方法”（201010234627.5）的专利技术利用氧化铬抗侵蚀能力强的特点，选择以氧化铬为主要原料经高温烧成制得，具有强度高和抗侵蚀性能好的特点。“一种微孔高铬砖及其制备方法”（201010290267.0）和“一种高热震Cr₂O₃-Al₂O₃-ZrO₂砖及其制备方法”（201010553234.0）的专利技术则进一步提高了高铬砖或铬铝锆砖的抗侵蚀能力和热震稳定性。为了克服机压成型工艺中模具损耗大、定型制品在使用过程中砖缝部位侵蚀严重的问题，“一种水煤浆加压气化炉用预制件及其制备方法”（201310083219.8）专利技术，采用浇注成型工艺制备以氧化铬为主要原料的水煤浆加压气化炉用预制件。上述专利技术中氧化铬含量均较高，它在生产、使用或回收利用过程中均有可能产生高危害的六价铬离子，大量使用势必会污染环境，威胁人类的健康。“用于水煤浆气化炉的电熔镁铝尖晶石砖及其制备方法”（201210100108.9）专利技术采用熔铸镁铝尖晶石砖，实现了水煤浆气化炉内衬材料的无铬化，但不能用于水煤浆气化炉锥底等部位，其原因是存在如下缺点：该熔铸工艺不仅能耗高，磨具消耗大，在制备过程对材料结构均匀性和晶粒大小控制要求高，冷却过程中易开裂，热震稳定性仍不够。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种环境友好、节能、抗煤熔渣渗透和侵蚀性能优良、热震稳定性好的水煤浆气化炉用尖晶石浇注料及其使用方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：所述水煤浆气化炉用尖晶石浇注料的组成及其含量：

镁铝尖晶石颗粒                55~72wt%；

板状刚玉颗粒                  0~15wt%；

镁铝尖晶石细粉                4~10wt%；

镁铝尖晶石微粉                2~5wt%；

α-Al₂O₃微粉                   4~6wt%；

Y₂O₃微粉                     0.5~1.5wt%；

CeO₂微粉                     0.5~1.5wt%；

TiO₂微粉                      0.2~1wt%；

纯铝酸钙水泥                  1~7wt%；

CMA水泥                     2~12wt%；

防爆纤维                      0.03~0.1wt%；

FS系列减水剂                 0.1~0.3wt%。

所述镁铝尖晶石的颗粒级配是：粒径5~3mm为40~55wt%，粒径3~1mm为25~40wt%，粒径1~0.1mm为15~30wt%。

所述板状刚玉的颗粒级配是：粒径5~3mm为55~75wt%，3~1mm为10~25wt%，1~0.1mm为10~20wt%。

所述镁铝尖晶石细粉的平均粒径为40 ~74μm。

所述镁铝尖晶石微粉的平均粒径为1 ~3μm。

所述水煤浆气化炉用尖晶石浇注料的使用方法是，在所述浇注料中加入浇注料4.8~6.2 wt%的水，搅拌均匀，成型，养护2~3天，脱模，烘烤。