專利名稱：一種高熱震Cr₂O₃-Al₂O₃-ZrO₂磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高鉻磚技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚及其制備方 法。
背景技術(shù)：
水煤漿加壓氣化爐是生產(chǎn)化肥、甲醇及烯烴等化工產(chǎn)品的關(guān)鍵設(shè)備，其內(nèi)襯用高 鉻磚的好壞直接決定了氣化爐的經(jīng)濟(jì)、可靠和安全運(yùn)行。隨著化肥工業(yè)的發(fā)展和各種新技 術(shù)和新工藝的出現(xiàn)，水煤漿氣化爐的使用條件愈加惡劣，如工作溫度高達(dá)1500°C，爐內(nèi)氣體 的壓力可達(dá)6. 5MPa，還原性氣體強(qiáng)，熔渣的熔點(diǎn)低、粘度小和酸性強(qiáng)；同時隨著單投煤量的 增加和排渣量的增大，高速氣流的沖刷，以及爐內(nèi)氣壓和溫度的急劇波動，要求高鉻磚具有 優(yōu)良的抗渣侵蝕性和滲透性，及優(yōu)良的抗熱震穩(wěn)定性?，F(xiàn)有高鉻磚的制備方法一般是以電熔氧化鉻為骨料，以氧化鉻細(xì)粉、氧化鋁微粉、 氧化鉻綠細(xì)粉和單斜氧化鋯微粉為基質(zhì)，加入糊精和磷酸鹽為結(jié)合劑，經(jīng)配料、混碾、困料 和機(jī)壓成型，然后于高溫窯中燒制而成，最終得到的制品抗熱震穩(wěn)定性很差。單純通過提高 單斜氧化鋯微粉的含量來提高高鉻磚熱震穩(wěn)定性的設(shè)計思路無法解決制品存在的根本性 問題(1)在基質(zhì)中引入過多單斜氧化鋯微粉時，馬氏體相變引起過度的體積膨脹，產(chǎn)生過 多的微裂紋并長大，反而降低了材料的熱震穩(wěn)定性，同時材料的強(qiáng)度大幅下降；(2)高鉻磚 中電熔氧化鉻顆粒自身熱震穩(wěn)定性很差，與此同時，高鉻磚在燒制的過程中電熔氧化鉻顆 粒很難與基質(zhì)燒結(jié)并形成良好的界面結(jié)合。在使用的過程中，當(dāng)溫度急劇變化時，不僅高鉻 磚中的電熔氧化鉻顆粒自身發(fā)生破裂，而且顆粒與基質(zhì)之間由于熱膨脹不匹配而產(chǎn)生裂紋 并發(fā)生脫離，破壞了高鉻磚的結(jié)構(gòu)，降低了其使用性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種熱震穩(wěn)定性好，能延長使用壽 命的高熱震Cr2O3-Al2O3IrO2磚及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是以60 85wt %的電熔鉻鋁鋯顆粒 或電熔鋯剛玉顆粒為骨料，以4 15wt%的單斜氧化鋯微粉、4 15襯％的氧化鋁微粉和 5 12wt%的氧化鉻綠細(xì)粉為基質(zhì)；外加上述原料0. 5 3wt%的糊精和2 7wt%的磷酸 二氫鋁作為結(jié)合劑；按所述Cr2O3-Al2O3-^O2磚各組分的質(zhì)量百分含量先將單斜氧化鋯微粉、氧化鋁 微粉、氧化鉻綠細(xì)粉和糊精混合，預(yù)制成混合粉料；再將所述的骨料在混碾機(jī)中干混3 5 分鐘，加入磷酸二氫鋁濕混5 7分鐘，然后加入上述預(yù)制成的混合粉料，混碾15 30分 鐘，困料，壓制成生坯，干燥，最后在空氣中于1450 1750°C條件下燒成。所述的電熔鉻鋁鋯顆粒的成分及其百分含量為=Cr2O3為60 80wt%、Al2O3為 10 20襯％和&02為10 20wt% ；電熔鉻鋁鋯顆粒的粒徑分布為粒度為4 2mm的占 20 30wt %，粒度為2 Imm的占28 40wt %，粒度為1 0. 5mm的占14 20wt %，粒度為0. 5 Omm的占20 28wt%。所述的電熔鋯剛玉顆粒的成分及其百分含量為=Al2O3為60 80wt%，ZrO2為 20 40wt% ；電熔鋯剛玉顆粒的粒徑分布為粒度為4 2mm的占20 30wt%，粒度為 2 Imm的占28 40wt%，粒度為1 0. 5mm的占14 20wt%，粒度為0. 5 Omm的占 20 28wt%。所述的單斜氧化鋯微粉的粒度為< 0. Olmm ；氧化鋁微粉的粒度為< 0. 005mm ；氧 化鉻綠細(xì)粉的粒度為< 0. 045mm。所述的電熔鋯剛玉顆粒的成分及其百分含量為=Al2O3為 60 80wt%，ZrO2為20 40wt% ；電熔鋯剛玉顆粒的粒徑分布為粒度為4 2mm的占 20 30wt %，粒度為2 Imm的占28 40wt %，粒度為1 0. 5mm的占14 20wt %，粒 度為0. 5 Omm的占20 28wt%。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明用電熔鉻鋁鋯顆粒或電熔鋯剛玉顆粒中的一種來 取代現(xiàn)有高鉻磚中的電熔氧化鉻顆粒，在使用過程中當(dāng)溫度急劇變化時，不僅顆粒中的氧 化鋯發(fā)生馬氏體相變產(chǎn)生微裂紋來抵抗熱應(yīng)力的沖擊，提高了骨料自身的熱震穩(wěn)定性，而 且磚在燒制過程中提高了顆粒與基質(zhì)的結(jié)合強(qiáng)度，在界面處形成了更多的Al2O3-Cr2O3固溶 體，提高了磚的熱震穩(wěn)定性能，因此延長了其使用壽命。本發(fā)明所制備的高熱震Cr2O3-Al2O3IrO2磚不僅強(qiáng)度高，且可提高其熱震穩(wěn)定性， 延長了使用壽命。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。為了避免重復(fù)，先將本具體實(shí)施方式
中所涉及到原料的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下， 實(shí)施例中不再累贅電熔鉻鋁鋯顆粒的成分及其百分含量為=Cr2O3為60 SOwt %、Al2O3為10 20襯％和&02為10 20wt% ；所述的電熔鉻鋁鋯顆粒的粒徑分布為粒度為4 2mm的 占20 30wt%，粒度為2 Imm的占28 40wt%，粒度為1 0. 5mm的占14 20wt%， 粒度為0. 5 Omm的占20 28wt%。電熔鋯剛玉顆粒的成分及其百分含量為=Al2O3為60 SOwt %，&02為20 40wt% ；電熔鋯剛玉顆粒的粒徑分布為粒度為4 2mm的占20 30wt%，粒度為2 Imm的占28 40wt%，粒度為1 0. 5mm的占14 20wt%，粒度為0. 5 Omm的占20 28wt%。單斜氧化鋯微粉的粒度為< 0. Olmm ；氧化鋁微粉的粒度為< 0. 005mm ；氧化鉻綠 細(xì)粉的粒度為< 0. 045mm。實(shí)施例1一種高熱震Cr2O3-Al2O3IrO2磚及其制備方法。以60 68wt%的電熔鉻鋁鋯顆 粒為骨料，以11 15wt%的單斜氧化鋯微粉、10 15襯％的氧化鋁微粉和7 IOwt %的 氧化鉻綠細(xì)粉為基質(zhì)；外加上述原料2 3襯％的糊精和5 7襯％的磷酸二氫鋁作為結(jié)合 劑。按所述Cr2O3-Al2O3^rO2磚各組分的質(zhì)量百分含量先將單斜氧化鋯微粉、氧化鋁 微粉、氧化鉻綠細(xì)粉和糊精混合，預(yù)制成混合粉料；再將電熔鉻鋁鋯顆粒在混碾機(jī)中干混3 5分鐘，加入磷酸二氫鋁濕混5 7分鐘，然后加入上述預(yù)制成的混合粉料，混碾15 30分鐘，困料，壓制成生坯，干燥，最后在空氣中于1450 1550°C條件下燒成。實(shí)施例2一種高熱震Cr2O3-Al2O3IrO2磚及其制備方法。以68 76wt%的電熔鉻鋁鋯顆 粒為骨料，以7 1 Iwt %的單斜氧化鋯微粉、6 IOwt %的氧化鋁微粉和10 12wt%的氧 化鉻綠細(xì)粉為基質(zhì)；外加上述原料1 2襯％的糊精和3. 5 5襯％的磷酸二氫鋁作為結(jié)合 劑。除燒成溫度為1550 1650°C外，其余同實(shí)施例1。實(shí)施例3 一種高熱震Cr2O3-Al2O3IrO2磚及其制備方法。以76 85wt%的電熔鉻鋁鋯顆粒 為骨料，以4 Swt %的單斜氧化鋯微粉、4 Swt %的氧化鋁微粉和5 Swt %的氧化鉻綠 細(xì)粉為基質(zhì)；外加上述原料0. 5 1襯％的糊精和2 3. 5wt%的磷酸二氫鋁作為結(jié)合劑。除燒成溫度為1650 1750°C外，其余同實(shí)施例1。實(shí)施例4一種高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚及其制備方法。除將骨料電熔鉻鋁鋯顆粒換為電熔鋯剛玉顆粒外，其余均同實(shí)施例1。實(shí)施例5一種高熱震Cr2O3-Al2O3IrO2磚及其制備方法。除將骨料電熔鉻鋁鋯顆粒換為電熔鋯剛玉顆粒外，其余均同實(shí)施例2。實(shí)施例6一種高熱震Cr2O3-Al2O3IrO2磚及其制備方法。除將骨料電熔鉻鋁鋯顆粒換為電熔鋯剛玉顆粒外，其余均同實(shí)施例3。本具體實(shí)施方式
采用電熔鉻鋁鋯顆?；螂娙垆唲傆耦w粒中的一種來取代現(xiàn)有高 鉻磚中的電熔氧化鉻顆粒，在使用過程中當(dāng)溫度急劇變化時，不僅顆粒中的氧化鋯發(fā)生馬 氏體相變產(chǎn)生微裂紋來抵抗熱應(yīng)力的沖擊，提高了骨料自身的熱震穩(wěn)定性，而且磚在燒制 過程中提高了顆粒與基質(zhì)的結(jié)合強(qiáng)度，在界面處形成了更多的Al2O3-Cr2O3固溶體，提高了 磚的熱震穩(wěn)定性能，因此延長了其使用壽命。本發(fā)明所制備的高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚不僅強(qiáng)度高，且可提高其熱震穩(wěn)定性。 現(xiàn)有高鉻磚的熱震穩(wěn)定性在1100°C下風(fēng)冷5次后的強(qiáng)度保持率為10 20%，而本實(shí)施例 所制備的高熱震Cr2O3-Al2O3IrO2磚在1100°C下風(fēng)冷5次后的強(qiáng)度保持率為85 95%，延 長了其使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚的制備方法，其特征在于以60 85wt%的電熔鉻 鋁鋯顆粒或電熔鋯剛玉顆粒為骨料，以4 15wt %的單斜氧化鋯微粉、4 15wt %的氧化鋁 微粉和5 12wt%的氧化鉻綠細(xì)粉為基質(zhì)；外加上述原料0. 5 3wt%的糊精和2 7wt% 的磷酸二氫鋁作為結(jié)合劑；按所述Cr2O3-Al2O3-^O2磚各組分的質(zhì)量百分含量先將單斜氧化鋯微粉、氧化鋁微 粉、氧化鉻綠細(xì)粉和糊精混合，預(yù)制成混合粉料；再將所述的骨料在混碾機(jī)中干混3 5分 鐘，加入磷酸二氫鋁濕混5 7分鐘，然后加入上述預(yù)制成的混合粉料，混碾15 30分鐘， 困料，壓制成生坯，干燥，最后在空氣中于1450 1750°C條件下燒成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚的制備方法，其特征在于所述的電 熔鉻鋁鋯顆粒的成分及其百分含量為=Cr2O3為60 80Wt%、Al2O3為10 20Wt%和為10 20wt% ；電熔鉻鋁鋯顆粒的粒徑分布為粒度為4 2mm的占20 30wt%，粒度 為2 Imm的占沘 40wt %，粒度為1 0. 5mm的占14 20wt %，粒度為0. 5 Omm的 占 20 28wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚及其制備方法，其特征在于所述的 電熔鋯剛玉顆粒的成分及其百分含量為=Al2O3為60 SOwt%，ZrO2為20 40wt% ；電熔 鋯剛玉顆粒的粒徑分布為粒度為4 2mm的占20 30wt%，粒度為2 Imm的占觀 40wt%，粒度為1 0. 5mm的占14 20wt%，粒度為0. 5 Omm的占20 ^wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚的制備方法，其特征在于所述的單 斜氧化鋯微粉的粒度為< 0. 01mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚的制備方法，其特征在于所述的氧 化鋁微粉的粒度為< 0. 005mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚的制備方法，其特征在于所述的氧 化鉻綠細(xì)粉的粒度為< 0. 045mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的高熱震Cr2O3-Al2O3-ZrO2磚的制備方法所制 得的高熱震Cr2O3-Al2O3-^O2磚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高熱震Cr2O3-Al2O3-ZrO2磚及其制備方法。其技術(shù)方案是以60～85wt％的電熔鉻鋁鋯顆?；螂娙垆唲傆耦w粒為骨料，以4～15wt％的單斜氧化鋯微粉、4～15wt％的氧化鋁微粉和5～12wt％的氧化鉻綠細(xì)粉為基質(zhì)；外加上述原料0.5～3wt％的糊精和2～7wt％的磷酸二氫鋁作為結(jié)合劑。先將單斜氧化鋯微粉、氧化鋁微粉、氧化鉻綠細(xì)粉和糊精混合，預(yù)制成混合粉料；再將所述的骨料在混碾機(jī)中干混3～5分鐘，加入磷酸二氫鋁濕混5～7分鐘，然后加入上述預(yù)制成的混合粉料，混碾15～30分鐘，困料，壓制成生坯，干燥，在空氣中于1450～1750℃條件下燒成。所制備的高熱震Cr2O3-Al2O3-ZrO2磚不僅強(qiáng)度高，且可提高其熱震穩(wěn)定性，延長了使用壽命。
文檔編號C04B35/622GK102079652SQ20101055323
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者呂培中, 李亞偉, 李遠(yuǎn)兵, 桑紹柏, 羅明, 羅焰, 趙雷, 金勝利 申請人:武漢科技大學(xué)