氧化铬制品的制作方法_2

文档序号:8547393阅读:来源:国知局
发现,根据本发明的制品可以表现为显著的抗腐蚀性。
[0040] 特别是,根据本发明的制品表现为改善的抗炉渣的渗透性。已知抗腐蚀性既是由 于抵抗由炉渣离解的性能,也是由于抵抗炉渣渗透进入耐火材料制品。具体地,该渗透导致 关于渗透层的不同的性质,并导致剥落:然后耐火制品片可以在使用期间分离。已知剥落是 具有高铬含量的制品损坏的主要原因,另外已知该制品具有良好的抗化学离解性。
[0041 ] 优选地,聚集体表示出大于制品重量的60%、大于制品重量的70%、和/或小于制 品重量的90%、或小于制品重量的80%,至制品重量为100%的剩余物由基质组成。
[0042] 根据一个实施方式,制品的结构表现为聚集体,大于80%、大于85%、大于90%、 大于95%、甚至大于97%的聚集体的重量由氧化铬和/或氧化铝组成,所述聚集体通过基 质结合,大于90%、或甚至大于94%的基质的重量由氧化锆、和/或氧化钇、和/或氧化铬、 和/或氧化铝、和/或氧化硅以及可选地选自CaO、MgO、TiO 2及其混合物中的共掺杂剂,该 共掺杂剂作为或不作为用于氧化锆的稳定剂。特别地,共掺质剂可以为CaO。
[0043] 本发明还涉及一种包含具有内壁的反应器的气化器,该内壁至少部分地用包含根 据本发明的耐火制品、甚至由此类制品组成的耐火衬里做衬里。
[0044] 所述耐火制品可以以层的形式或以砌块的形式被提供。
[0045] 本发明还涉及一种预成型体,通过烧结,该预成型体适合于形成根据本发明的烧 结耐火制品,并且涉及一种粒子混合物,通过成形加工,该粒子混合物适合于形成根据本发 明的预成型体。
[0046] 最后,本发明涉及一种包含下列连续的步骤的生产方法:
[0047] a)制备进料,
[0048] b)将所述进料浇铸至模具中,例如通过振动和/或冲压和/或重击在模具内的所 述进料来成形加工,以便形成预成型体,
[0049] c)从模具中移除预成型体,
[0050] d)优选地,干燥预成型体,优选在湿度被控制的空气或大气中干燥预成型体,优选 使得预成型体的剩余含水量在〇和〇. 5%之间,
[0051] e)优选在氧化气氛下,在1300°C和1600°C之间的温度下,烧制预成型体,以便形 成烧结耐火制品。
[0052] 根据本发明,在步骤e)结束时,该进料适于形成根据本发明的烧结耐火制品,该 进料包含基质部分,该基质部分包含至少部分、甚至完全用氧化钇稳定化的氧化锆粉末,优 选地,基于氧化锆和氧化钇的总重量按重量百分比计,用大于1%、甚至大于2%、甚至大于 3 %的氧化钇稳定化的氧化锆粉末。
[0053] 根据一个实施方式,基质部分包含用氧化钇稳定化的氧化锆粉末,附加地包含共 掺杂剂。优选地,共掺杂剂为CaO。
[0054] 优选地,基质部分包含至少一种稳定化的氧化锆粉末,其表现为大于5 μ m(微米) 的中值粒径。
[0055] 根据实施方式,其可以生产表现为优异的抗热冲击性的根据本发明的烧结耐火制 品,按基于制品的重量百分比计,基质部分包含:
[0056] -大于1 %、优选大于2 %、甚至大于2. 5 %或大于3 %、和/或小于10%、优选小于 7. 5%、优选小于5%的由微粒组成的第一粉末,按重量百分比计,该微粒包含大于80%、优 选大于90%、甚至基本为100%的用氧化钇稳定化的氧化锆,
[0057] 按基于氧化锆的重量百分比计,大于40%、优选大于50%、优选大于60%、和/或 小于90%、甚至小于80%的氧化锆优选以四方晶型和/或立方晶型被稳定化,
[0058] 所述第一粉末的D9tl百分位数小于100 μ m、甚至小于60 μ m、甚至小于50 μ m、和/ 或大于10 μ m、大于20 μ m、甚至大于30 μ m,
[0059] 优选地,所述第一粉末的中值粒径D5tl大于2 μπκ甚至大于5 μπκ和/或小于 30 μ m、甚至小于20 μ m、甚至小于15 μ m,以及
[0060] -大于1%、甚至大于1. 5%、和/或小于10%、小于7%、小于5%的由微粒组成的 第二粉末,按重量百分比计,该微粒包含大于80 %、优选大于90 %、甚至基本为100 %的用 氧化妈和氧化纪稳定化的氧化错,
[0061] 按基于氧化锆的重量百分比计,大于40%、优选大于50%、优选大于60%、和/或 小于90%、甚至小于80%的氧化锆优选以四方晶型和/或立方晶型被稳定化,
[0062] 所述第二粉末的D9tl百分位数小于100 μ m、甚至小于60 μ m、甚至小于50 μ m、和/ 或大于20 μ m、甚至大于30 μ m、甚至大于40 μ m,
[0063] 优选地,所述第二粉末的中值粒径D5c!大于2 μm、甚至大于5 μm、甚至大于10 μm、 和/或小于30 μ m、甚至小于20 μ m、甚至小于15 μ m。
[0064] 在第一粉末中,基于氧化钇和氧化锆的总和按重量百分比计,氧化钇的重量百分 比优选大于3%、大于5%、和/或小于15%、小于10%、甚至小于8%。
[0065] 在第二粉末中,基于氧化锆、氧化钙和氧化钇的总和按重量百分比计,氧化钙的重 量百分比优选大于1 %、大于2%、和/或小于10%、小于5%,和/或氧化钇的百分比优选 大于0· 5%和/或小于5%、小于3%。
[0066] 氧化错源可以包含氧化铪、通常包含小于2%的氧化铪。
[0067]
[0068] 通常,将"预成型体"理解成是指通过粘合剂结合的微粒的集合体,该粘合剂一般 是临时的粘合剂,该粘合剂微观结构在烧结期间会变化。预成型体可以特别表现为例如被 喷涂到反应器的壁上的砌块或层状形态。
[0069] 将"微粒"理解成是指在粉末内的固体物或"粒子混合物"。特别地,在表现为大于 150 μm的尺寸的被称为"颗粒"的微粒和表现为小于或等于150 μm的尺寸的被称为"细微 粒"或"基质微粒"的微粒之间做出了区分。颗粒的集合体构成了"聚集体"。基质微粒的集 合体构成了"基质部分"。
[0070] 引申开来,"聚集体"和"基质部分"也指的是整体呈现为预成型体的形式之后的颗 粒和基质微粒。"聚集体"也表示在烧结后由基质结合的颗粒。
[0071] 将"粒子混合物"理解成是指(未彼此结合的)微粒的干的混合物。
[0072] 微粒的"尺寸"指的是微粒的较大尺寸dM和微粒的较小尺寸dm的平均值: (dM+dm)/2。通常,通过采用激光粒度仪得到的粒度分布表征来评估粒子混合物的颗粒的尺 寸。激光粒度仪可以是例如Horiba的Partica LA-950。
[0073] 在粉末的微粒的累积粒度分布曲线上,粉末的第10百分位数(percentiles)或 "百分位数"(D ltl)、第50百分位数或"百分位数"(D5tl)、第90百分位数或"百分位数"(D9tl) 和第99. 5百分位数或"百分位数"(D99.5)分别为对应10%、50%、90 %和99. 5 %的重量百 分比的微粒的尺寸,微粒的尺寸以递增次序分类。例如,10% (按重量计)的粉末微粒具有 小于Dltl的尺寸,90% (按重量计)的微粒具有大于或等于Dltl的尺寸。百分位数值也可以 通过使用激光粒度仪而产生的粒度分布来评估。
[0074] "最大尺寸"指的是所述粉末的第99. 5百分位数(D99.5)。
[0075] 粉末的"中值粒度"指的是D5tl百分位数,也就是,划分在重量上相等的第一群体和 第二群体的尺寸,这些第一群体和第二群体仅包含分别表现为大于或等于中值粒度、或小 于中值粒度的尺寸的微粒。
[0076] 将"砌块"理解成是指通过模塑包含粒子混合物(与衬里层不同)的进料而获得 的固体物。
[0077] 将"基质"理解成是指在颗粒之间提供连续结构的结晶相或非结晶相,且在烧结期 间从基质部分中而获得。
[0078] "烧结"指的是热处理,通过该热处理,预成型体的耐火微粒转换形成将所述预成 型体的其它微粒结合在一起的基质。
[0079] 将"耐火制品"理解成是指表现为大于1000°C的熔点或离解点的制品。
[0080] 将"杂质"理解成是指通过起始物料无意地和必然地引入或来源于这些成分的反 应的不可避免的成分。杂质为不必要的成分,但仅是可容许的成分。优选地,按重量计,杂 质的量小于2%、小于1 %、小于0. 5%、甚至基本为0。
[0081] 将化合物或元素的"前体"理解成是指,在实施根据本发明的生产方法期间,能够 分别提供所述化合物或所述元素的成分。
[0082] 氧化物的含量指的是根据行业中通常的惯例,对于每一相应的化学元素,以较稳 定的氧化物的形式表示的全部含量。
[0083] 除非另有说明,根据本发明的制品的所有的氧化物含量是基于氧化物而表示的重 量百分比。
[0084] 将"包含一"理解成是指"包含至少一个",除非另有说明。
【具体实施方式】
[0085] 根据本发明的烧结耐火制品由被基质包围的结合的颗粒组成。
[0086] 颗粒可以表现为不同的化学成份,尤其是可以包含氧化铬。
[0087] 特别地,按聚集体的重量计,大于80 %、甚至大于85 %、甚至大于90 %、甚至大于 95 %、甚至大于97 %的聚集体可以由氧化铬和/或氧化组成,尤其是由氧化铬组成。
[0088] 基质优选包含氧化锆。优选地,仅存在于基质中的氧化锆占制品的总重量的大于 2. 5%、甚至大于5%、甚至大于10%。氧化锆可以通过氧化钇被稳定化,并且按重量计至少 20 %的氧化锆以立方晶型或四方晶型被稳定化。
[0089] 特别地,按基质的重量计,大于90%、甚至大于94%的基质可以由氧化锆和氧化 ?乙和/或氧化络和/或氧化铝和/或氧化娃、和可选地选自0&0、]\%0、110 2及其混合物的共 掺杂剂组成,该共掺杂剂作为或不作为用于氧化锆的稳定剂。优选地,共掺杂剂为CaO。
[0090] 在一个实施方式中,以总量为100%计,按基于氧化物的重量百分比计,该制品包 含:
[0091] -60 % <Cr203〈95 %,优选 65 % <Cr203〈90 %,<
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