专利名称：一种高铬砖的制备方法
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f，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《，置。水煤浆气化炉工作M^
通常150(TC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^(牛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，粒为骨料，以氧化铬绿电 熔、氧化铬细粉、"203粉、m-Zi02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 180(TC烧成。在高铬石雜i」备过程中，高铬砖m-Zi02 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-Zi02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-Zi02独立的存在于铝铬固溶体之外。在高铬砖使用过程中，纟鹏上升，m-Zi02 体积縮小，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-Zi02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，斷氐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M粒、烧结氧化l&^粒、铬刚，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、Al203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AS质混合均匀后，经困料， 压制成生坯，千燥，1600 180(TC烧成；高铬砖坯jtt烧制过程中当温度超过 1400°C，氧化f釤人氧化锆中脱溶出来，形成m-Zi02，使高铬砖具有良好的抗热震 性；同时，氧化镁与m-Zi02周围的氧化铝发生反应形成,難尖晶石包裹在m-Zr02 周围，形成一层致密的保护层；阻碍煤渣与m-Zi02接触，防止m-Zt02随煤渣向高 铬砖内部渗iSit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%;
所述的氧化锆私，立度范围中位径D5。为1,4,。
本发明的目的在于克服高铬砖在使用过程中，m-Zi02随煤渣向高铬砖内部迁 移的问题，与现有制品相比，本发明既禾,了m-ZK)2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^OT过程中m-Zi02随 煤艇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。
具体实施例方式
实施例h以<5醒络刚玉颗粒为骨料，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A1A粉、粒度为l,的氧化镁氧化紀复合 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%，氧化紀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A^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163(TC烧成制成产品。
实施例2:以<5匪电熔氧化娜粒为骨料，占总组分质量的60%，以320 目氧化铬绿、320目烧结氧化铬粉、320目Al203粉、粒度为2,的氧化镁稳定氧 化锆粉为基质，分别占总组分质量的15%、 12%、 10%、 3%。其中氧化镁占稳定氧 化锆粉的质量分数为5%，稳定化率为33%。骨料添加4%磷酸二氢铝作结合剂， 加A^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
4170(TC烧成制成产品o
实施例3:以〈5mm电熔氧化OT粒、铬刚 粒为骨料，占总组分质量的 40%，以320目氧化铬绿、320目电熔氧化铬粉、320目"203粉、粒度为4Mm的 氧化镁氧化忆复合稳定氧化锆粉为基质，分别占总组分质量的25%、 15%、 8%、 8%、 4%。其中氧化镁占稳定氧化锆粉的质量分数为6%，氧化忆占稳定氧化锆粉 的质量分数为1%，稳定化率为47%。骨料添加6%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1700°C 烧成制航口口。
实施例4:以<5醒烧结氧化娜粒为骨料，占总组分质量的70%，以320 目氧化铬绿、320目电熔氧化铬粉、320目Al203粉、粒度为5miti的氧化镁稳定氧 化锆粉为基质，分别总组分质量的10%、 9%、 10%、 1%。其中氧化镁占稳定氧化 锆粉的质量分数为12%，稳定化率为52%。骨料添加5%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165(TC 烧成制成产品。
实施例5:以<5匪烧结氧化娜粒为骨料，占总组分质量的75%，以320 目氧化铬绿、320目电熔氧化铬粉、320目Al203粉、粒度为6pm的氧化镁稳定氧 化锆粉为基质，分别占总组分质量的7%、 5%、 5%、 8%。其中氧化镁占稳定氧化 锆粉的质量分数为20%，稳定化率为84%。骨料添加4%磷酸二氢铝，混合均匀， 经困料后， 擦压砖机上成型坯体，烘干后在高温窑中经178(TC烧成制成产品。
实施例6:以〈5mm铬刚玉颗粒为骨料，占总组分质量的80%，以320目氧 化铬绿、320目电熔氧化铬粉、320目A1A粉、粒度为6,的氧化镁氧化忆复合 稳定氧化锆粉为基质，分别占总组分质量的7%、 7%、 3%、 3%。其中氧化镁占稳 定氧化锆粉的质量分数为20%，氧化忆占稳定氧化锆粉的质量分数为1%，稳定化 率为97%。骨料添加4%磷酸二氢铝作结合剂，加A^质混合均匀，经困料后，在 摩擦压砖丰几上成型坯体，烘千后在高温窑中经160(TC烧成制成产品。
实施例7:以<5腿烧结氧化娜粒为骨料，占总组分质量的80%，以320 目氧化铬绿、320目电熔氧化铬粉、320目Al203粉、粒度为4,的氧化镁稳定氧 化锆粉为基质，分别占总组分质量的6%、 4%、 6%、 4%。其中氧化镁占稳定氧化 锆粉的质量分数为5%，稳定化率为33%。骨料添加6%磷酸二氢铝作结合剂，加 A^质混合均匀，经困料后，在摩擦压砖^Lt成型坯体，烘干后在高温窑中经1630°C 烧成制成产品。实施例8:以〈5mm电熔氧化，粒为骨料，占总组分质量的65%，以320 目氧化铬绿、320目电熔氧化铬粉、320目Al2O3粉、粒度为6nm的氧化镁稳定氧 化锆粉为基质，分别占总组分质量的7%、 10%、 8%、 10%。其中氧化镁占稳定氧 化锆粉的质量分数为12%,稳定化率为52%。骨料添加3%磷酸二氢铝作结合剂， 加AS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 1780。C烧成制j^品。
实施例9:以<5皿电熔氧化，粒、烧结氧化,粒为骨料，占总组分的 50%，以320目氧化铬绿、320目电熔氧化铬粉、320目Al203粉、粒度为4阿的 氧化镁稳定氧化锆粉为基质，分别占总组分的15%、 20%、 5%、 5%、 5%。其中氧 化镁占稳定氧化锆粉的质量分数为25%，稳定化率为96%。骨料添加4%磷酸二氢 铝作结合剂，加AS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1800"烧成制#品。
实施例10:以〈5mm电熔氧化l^粒、烧结氧化l^粒、铬钢，粒为骨料， 占总组分质量的25%，以320目氧化铬绿、320目烧结氧化铬粉、320目^203粉、 粒度为4拜的氧化镁稳定氧化锆粉为基质，分别占总组分质量的25%、 25%、 7%、 5%、 5%、 8%。其中氧化镁占稳定氧化锆粉的质量分数为2%，稳定化率为21%。 骨料添加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173(TC烧成制成产品。
实施例lh以〈5mm烧结氧化，粒为骨料，占总组分质量的65%，以320 目氧化铬绿、320目电熔氧化铬粉、320目"203粉、粒度为4,的氧化镁氧化牵乙 复合稳定氧化锆粉为基质，分别占总组分质量的10%、 10%、 10%、 5%。其中氧化 镁占稳定氧化锆粉的质量分数为20%，氧化忆占稳定氧化锆粉的质量分数为1%， 稳定化率为97%。骨料添加4%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175(TC烧成制成产品。
实施例1—11所得各产品的性能如下表所示。将尺寸为125x25x25mm的试样 放入110(TC热震炉内，保温15min，取出后置于冷水中冷却5min。反复数次，直 至试样断裂，以此时的循环次数作为抗热震性好坏的量度；体积密度、显气 L率、 常温抗折弓驢、高温抗折弓驢[1400°00.511]均采用国家推荐标准方法检测；抗煤渣 渗透'賊用静态坩埚法[1600。Cx8h]，煤渣渗透深度通过SEM (扫描电子显微镜) 和EDS (能谱分析)综^ifj介确定。
6i辦显气孔率， %体积密 度，g/cm3常温抗折 鹏，MPa高温抗折 弓艘，MPa抗热震性 (次)煤渣渗 深度，i
原有
Cr2a-A1A-Zr0211.54. 3523.530.0815
(Cr203"60wt%)
实施例111.34. 3623.031.8814
实施例210.94. 4027.532.012
实施例311.84. 3326.034.5910
实施例411.04. 3825.429.179
实施例510.54. 4028.332.477
实施例612.04. 3229.430.2810
实施例712.14. 3227.631.5810
实施例810.54.4129.630.299
实施例911.04. 3828.129..694
实施例1010.94. 4028.432.6712
实施例1110.64.4129.730.989
权利要求
1、一种高铬砖的制备方法，其特征在于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。
2、 按照权利要求1戶脱的一种高铬砖的制备方法，其特征在于所述氧化镁 稳定氧化锆粉，包括单独氧化镁稳定的氧化锆粉和氧化镁与其它物质复合稳定的氧 化锆粉。
3、 按照权利要求1戶服的一种高铬砖的制备方法，其特征在于所述的稳定 氧化锆粉稳定化率在20%以上。
4、 按照权利要求1戶脱的一种高铬砖的帝U备方法，其特征在于戶服的氧化 镁稳定的氧化锆粉粒度范围中位径D5。为1,4,。
全文摘要
本发明属于耐火材料领域。提出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。与现有高铬砖制品相比，该发明不影响现有高铬砖的显气孔率、抗折强度和抗热震性，可以显著提高抗煤渣渗透性。
文档编号C04B35/622GK101648812SQ200910066118
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者吕世坪, 孙红刚, 刚 王, 王金相, 耿可明, 闫双志 申请人:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司