[发明专利]一种气化炉用向火面砖及其制备方法

说明书

一种气化炉用向火面砖及其制备方法，涉及一种气化炉用向火面砖，包括向火面砖本体和设置在向火面砖本体热面的粘渣层，所述向火面砖本体各组分按质量百分比包含：粒度为5‑0mm、≤0.061mm及2~3μm的氧化铬材料85~95%；3~5μm的α‑Al₂O₃微粉：3~9%；2~3μm的氧化锆：2~7%；外加结合剂：1~3%；粘渣层的各组分按质量百分比包含：粒度为5‑0mm、≤0.044mm、2~3μm的氧化铝材料65~80%；粒度为3‑0mm的含锆氧化铬材料10~20%；粒度为≤0.061mm的电熔氧化铬材料5~12%；铬绿：1~5%；氧化钛：1~5%；外加结合剂：1~3%；通过配料、预混合、混料、加料、成型、干燥烧成步骤获取向火面砖，本发明通过在向火面砖本体部位设置粘渣层，以渣抗渣，有效延长向火面砖的服役寿命。

技术领域

本发明涉及一种气化炉用向火面砖，尤其是涉及一种气化炉用向火面砖及其制备方法。

背景技术

公知的，目前水煤浆加压气化炉外部为钢壳，内部采用多层耐火材料衬体。其中，工作衬为高铬砖即向火面砖，其损毁机理可归结于化学侵蚀、热应力及机械冲刷。在材料寿命前期，其抗煤熔渣侵蚀的能力尤为重要。研究表明，煤熔渣的主要成分为30~60wt%的SiO₂、10~25%的CaO、10~20%的Al₂O₃及4~15%的Fe₂O₃。其中，SiO₂、CaO易经向火面砖热面向内部渗透，其共同作用导致耐火砖基质中抗热冲击的ZrO₂蚀损流失，同时形成厚度达30~60mm的变质层，伴随热应力及机械应力作用将导致原砖层与变质层间裂纹产生，最终引起块状剥落，严重限制了材料的服役寿命。

目前，冶金行业普遍采用“以渣护炉”的方法以抵抗熔渣侵蚀、渗透及冲刷，如转炉、炼铅、炼铜的闪烁炉、RH精炼炉等，都要定期对炉壁进行溅渣、喷渣等操作。而水煤浆气化炉在实际运行中，常因煤质及气化炉操作的不稳定，导致向火面砖表面无挂渣或挂渣薄，这在很大程度上加剧了材料的损毁速率。目前，气化用优质煤即将消耗殆尽，所选煤质往往较差，其灰熔点在较大范围内波动，高熔点煤需经过配煤以降低其灰熔点，一般操控温度高于煤灰渣熔点50~100℃，以实现煤渣流动及挂渣的良好平衡。若某一环节控制不当，炉内温度出现较大波动，尤其是气化温度远高于煤浆熔点，将导致熔渣流动性过好，难以在向火面砖表面粘附固化成保护层或保护层过薄，将失去对向火面砖的保护，导致材料损毁过快，寿命降低。

因此，如何在煤质及操作条件不稳定的状态下，实现向火面砖表面良好挂渣，达到“以渣护炉”，延长向火面砖的服役寿命，提高气化炉运行效率，成为本领域技术人员的基本诉求。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种气化炉用向火面砖及其制备方法。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种气化炉用向火面砖，包括向火面砖本体和设置在向火面砖本体热面的粘渣层，所述向火面砖本体各组分按质量百分比包含：

粒度为5-0mm、≤0.061mm及2~3μm的氧化铬材料85~95%；

3~5μm的α-Al₂O₃微粉：3~9%；

2~3μm的氧化锆：2~7%；

外加结合剂：1~3%；

粘渣层的各组分按质量百分比包含：

粒度为5-0mm、≤0.044mm、2~3μm的氧化铝材料65~80%；

粒度为3-0mm的含锆氧化铬材料10~20%；

粒度为≤0.061mm的电熔氧化铬材料5~12%；

铬绿：1~5%；