[发明专利]一种高铬耐火材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高铬耐火材料及其制备方法。本发明提供的高铬耐火材料，由包括以下质量比组分的原料制得：电熔氧化铬颗粒60％～70％；电熔氧化铬细粉5％～20％；氧化铬绿粉3％～10％；氧化锆粉2％～6％；氧化铝粉3％～10％；金属钼基包裹型复合粉体5.4％～19％；结合剂占上述所有粉体颗粒质量的3％～6％；所述电熔氧化铬颗粒的粒度＞所述电熔氧化铬细粉的粒度；所述金属钼基包裹型复合粉体包括：核芯颗粒和包裹在所述核芯颗粒表面的包裹层；所述核芯颗粒为金属钼粉；所述包裹层包括：硅粉、树脂粉和铝凝胶粉。本发明提供的高铬耐火材料能够有效提高材料的抗煤渣侵蚀与抗热震稳定性。

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，特别涉及一种高铬耐火材料及其制备方法。

背景技术

高铬砖因其在高温具有优良的抗渣侵蚀性和较高的强度，是当前水煤浆加压气化炉、垃圾熔灰炉等工作面不可替代的耐火材料。在水煤浆加压气化炉领域，随着操作工艺的成熟，气化炉内大部分区域高铬砖的寿命都在10000～15000小时，但渣口部位由于特殊的工况，高铬砖寿命仅有3000小时左右。渣口砖的寿命及更换严重影响了气化操作的连续性，并制约了气化炉的产能提升。

气化炉内的煤浆在高温下与氧气反应后会产生一定比例的煤渣，熔融的煤渣最终经渣口排出，然后经激冷室水冷固化后破碎为固体颗粒。相比气化炉内的其他部位，高温熔渣对渣口部位高铬砖的高温冲刷更严重。同时，渣口部位更靠近激冷室，该部位高铬砖需要抵抗更剧烈的温度波动。因此，如果要提高渣口部位的高铬砖寿命，需要综合改善高铬砖的抗煤渣冲刷、抗煤渣侵蚀及抗热冲性能。

专利申请CN101648812(一种高铬砖的制备方法)中通过在高铬砖中添加氧化镁稳定的氧化锆粉，利用高温下氧化镁脱溶与氧化铝形成镁铝尖晶石致密层改善了高铬砖的抗煤渣渗透性能，但不能改善高铬砖的抗煤渣侵蚀性能，同时也未能显著改善高铬砖的抗冲刷性和抗热震稳定性能。专利申请CN101935229A(一种微孔高铬砖及其制备方法)中通过在高铬砖中添加SiC颗粒和细粉，利用烧成过程中SiC分解形成的还原气氛及气孔，在降低高铬砖烧成温度的同时，减小气孔孔径。该方法通过气孔微细化对高铬砖的抗侵蚀渗透能力有一定改善，但SiC与氧化铬接触时很容易将氧化铬还原为金属铬，在实际生产中不具有操作性。专利申请CN104671803A(一种金属高铬砖及其制备方法)为了提高高铬砖的使用温度，分别添加了0.1～2％的镧系金属及其氧化物、金属铝、金属锆、金属钇和金属铬粉等，利用金属粉体的烧结性能，旨在解决传统高铬砖中结合剂在高温下失效的问题。高铬砖中的氧化铝和氧化铬在1300℃以上反应生成铝铬固溶体来形成结合强度，不存在结合强度高温不稳定的问题。该专利申请所引入的金属粉体对高铬砖的抗侵蚀性能没有帮助。而且在实际制备中，还存在金属铝粉与结合剂反应放热、还原气氛下金属铝与氧化铬发生铝热反应、隧道窑内还原气氛难以控制导致金属粉体氧化等问题；使用过程中金属与氧化物较大的热膨胀差异可能会导致高铬砖的不稳定，这些因素限制了该技术方案的实际应用效果。可见，高铬砖的抗煤渣侵蚀与抗热冲性能难以有效改善，而且二者之间难以平衡兼顾。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高铬耐火材料及其制备方法。本发明提供的高铬耐火材料能够有效提高材料的抗煤渣侵蚀与抗热震稳定性，有利于延长其使用寿命。

本发明提供了一种高铬耐火材料，由包括以下质量比组分的原料制得：

所述电熔氧化铬颗粒的粒度＞所述电熔氧化铬细粉的粒度；

所述金属钼基包裹型复合粉体包括：核芯颗粒和包裹在所述核芯颗粒表面的包裹层；

所述核芯颗粒为金属钼粉；

所述包裹层包括：硅粉、树脂粉和铝凝胶粉。

优选的，所述金属钼基包裹型复合粉体中各组分在所述原料中的质量比为：