[发明专利]一种耐高温条件下烟气侵蚀的耐火材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温条件下烟气侵蚀的耐火材料及其制备方法，该耐火材料由耐火原料以及占耐火原料质量5‑7％的粘合剂混合制成，所述耐火原料由以下重量百分比的组分组成：65‑70％氧化铝，20‑25％氧化锆，5‑15％氧化钠。制备过程是：按比例将各原料粉体混合，加入粘合剂后高温混练，然后经冷等静压成型、干燥、烧结，制得标准耐火砖。本发明制得的耐火材料能够满足等离子气化炉的炉体底部1000‑2000℃的高温环境，并且能够耐烟气侵蚀，生产成本低。

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种耐高温条件下烟气侵蚀的耐火材料及其制备方法。

背景技术

为了应对环境问题和由于最终处理场地的不足，作为城市垃圾的处理方法，近年来出现了直接将危废渣熔融处理的气化熔融炉，其热源为等离子火炬。飞灰是由气化熔融炉的废气除尘而得到的灰。垃圾焚烧飞灰经熔融后产生烟气，熔融烟气二次飞灰化学组成以氯化物为主，这主要是由于飞灰中含有大量的氯离子，Cl具有很强的氧化性，主要成分为：FeCl₂、CaCl₂、MgCl₂、MnCl₂、ZnCl₂、PbCl₂等。在熔融过程中氯化物容易与其他组分发生反应，因此急需开发一种具有良好的耐高温同时耐烟气侵蚀的材料作为等离子气化炉的炉体上部材料。

当前，对于熔融炉使用的耐火材料，主要有黏土质材料以及金属氧化物材料，对于常用的黏土质耐火材料，对于炉体的操作温度一般要低于1000℃，这种材料的耐高温性能不能满足等离子气化熔融炉的操作要求。锆刚玉砖是利用工业氧化铝粉和精选锆英石砂为原料，制成的ZrO₂含量为33％～45％的耐火制品。锆刚玉砖的耐高温性能好，但是生产成本较大，且氧化锆的含量越高，生产成本亦越高。此外，普通的锆刚玉砖耐烟气侵蚀能力弱，使用寿命短。

为了解决此类问题，急需开发一种耐火材料，既能够满足炉体上部1000-2000℃的高温环境，同时具有较好的耐烟气侵蚀的特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温条件下烟气侵蚀的耐火材料，能够满足等离子气化炉的炉体上部1000-2000℃的高温环境，并且能够耐烟气侵蚀。

本发明的另一目的是提供耐高温条件下烟气侵蚀的耐火材料的制备方法，工艺简单。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种耐高温条件下烟气侵蚀的耐火材料，由耐火原料以及占耐火原料质量5-7％的粘合剂混合制成，所述耐火原料由以下重量百分比的组分组成：65-70％氧化铝，20-25％氧化锆，5-15％氧化钠。

优选的，所述耐火原料由以下重量百分比的组分组成：65％氧化铝，25％氧化锆，10％氧化钠。

优选的，所述氧化铝、氧化锆、氧化钠的粒度均小于400目。由于各原材料具有较高的纯度和较细的粒度，使制成的产品具有更好的性能。

优选的，所述粘合剂为缩合磷酸铝。

本发明还提供上述耐高温条件下灰渣侵蚀的耐火材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按质量比分别称取氧化铝、氧化锆、氧化钠各原料粉末，混合均匀，然后加入原料总质量5-7％的粘合剂，混合搅拌5-10min，再高速混练15-20min；

(2)将混练后的物料置于冷等静压机中超高压压制成型，制得湿坯；

(3)将湿坯放入干燥器内干燥；

(4)将干燥好的坯体放入电炉内烧结，烧结温度2200℃，时间15h，制得标准耐火砖。

优选的，步骤(2)中，成型压力为210Mpa。

优选的，步骤(3)中，干燥温度为100-150℃。