一種鉻鋁碳磚及其制備方法
【專利說明】一種鉻鋁碳磚及其制備方法 【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水煤漿加壓氣化爐用鉻鋁碳磚，涉及一種鉻鋁碳磚及其制備方 法。 【【背景技術】】
[0002] 公知的，我國目前采用的煤氣化技術多為效率較高、制取煤氣成分較好的加壓德 士古水煤漿氣化工藝和擁有自主知識產(chǎn)權的多噴嘴水煤漿加壓氣化技術;這兩種氣化技術 的氣化爐內襯均為鉻鋁鋯磚，即高鉻磚。現(xiàn)在業(yè)內已形成共識，氣化爐內襯高鉻磚的使用情 況是決定整個系統(tǒng)運行經(jīng)濟性和可靠性的一個非常重要的因素。隨著煤化工行業(yè)的發(fā)展， 水煤漿加壓氣化爐的數(shù)量呈指數(shù)態(tài)勢增長，高操作壓力、大投煤量的氣化爐越來越多，因更 換耐火襯里而對煤化工企業(yè)生產(chǎn)及社會資源損耗的影響也將越來越大，因此，客觀上需要 更長使用壽命的高鉻磚的出現(xiàn)，從世界范圍看，耐火材料的使用壽命延長已成為氣化爐用 戶的最大需求。
[0003] 水煤漿加壓氣化爐在運行過程中，尤其是在開停車時存在較大的溫度波動，因此 高鉻磚的熱震穩(wěn)定性是決定其使用壽命的非常重要的因素;另外，在高鉻磚壽命周期內，隨 著使用時間的增長高鉻磚內由本身缺陷形成的微裂紋持續(xù)擴展，結構強度降低；同時，隨著 灰渣成分的滲透，高鉻磚變質層在機械作用和熱應力等的作用下大塊從熱面剝離，終被高 速的氣流及夾帶熔渣沖刷掉。這三種因素使高鉻磚的損毀速率大大增加，尤其在高鉻磚壽 命的中后期更為明顯。
[0004] 目前，提高高鉻磚熱震性能的一條行之有效的途徑是利用氧化鋯的馬氏體相變， 機制分為:應力誘導相變增韌機制、微裂紋增韌、裂紋的分支和偏轉增韌、表面強化增韌和 顆粒彌散增韌。理論上，提高耐火材料熱震性能的手段多種多樣，如增強材料的均勻性，減 少內部缺陷等，這些手段在提高材料熱震性能的同時也能提升結構強度;而降低耐火材料 的氣孔率，可以有效阻隔灰渣成分的滲透，減緩高鉻磚的剝落損毀，然而卻會降低高鉻磚的 熱震性能。因此，在降低高鉻磚損毀速率的手段上存在著理論上與實踐上的束縛，克服這些 束縛，就能使氣化爐的向火面磚，高鉻磚，的壽命有較大幅度的提升。 【
【發(fā)明內容】
】
[0005] 為了克服【背景技術】中的不足，本發(fā)明公開了一種鉻鋁碳磚及其制備方法，實現(xiàn)了 抗熱震性能大幅提升，延長使用壽命的目的。
[0006] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0007] -種鉻鋁碳磚，由下述成分按質量百分數(shù)組成：
[0008] 粒度分別為5~0和240目的電熔高鉻砂材料:75~90% ;
[0009] <^12〇3微粉:3~8%;
[0010] 氧化錯微粉:〇.1~6%;
[0011 ]粒度小于180目的金屬錯粉材料:0.1~3 % ;
[0012] 石墨粉:0.1 ~3%;
[0013] 氧化鉻綠:3~8 %;
[0014]外加結合劑的量:2~4%。
[0015] 所述的鉻鋁碳磚，所述的結合劑為糊精、樹脂、紙漿廢液等有機或無機結合劑中的 一種或者幾種。
[0016] -種鉻鋁碳磚的制備方法，所述方法包括以下步驟：
[0017] (1)配料:按照上述各組分的比例分別稱取備用；
[0018] (2)細粉預混料:將稱取好的240目電熔高鉻砂、Ct-Al2O3微粉、氧化鋯微粉、石墨粉、 氧化絡綠加入震動球磨機機內進行預混合，混合時間為30~60min;
[0019] (3)顆粒預包裹:將粒度為5-lmm的電恪高絡砂預混，加入結合劑混合均勾，然后加 入金屬鋁粉混合均勻，使金屬鋁粉包裹在混合結合劑的電熔高鉻砂的外部；
[0020] (4)混料:將粒度為I-Omm的電熔高鉻砂及步驟(2)中獲取的細粉預混料加入混料 機，繼續(xù)混合至均勻；
[0021] (5)成型:將步驟(4)的混料與步驟(3)的顆粒預包裹料根據(jù)不同磚型的質量要求 稱量，加入到模具中在摩擦壓磚機或液壓機上成型；
[0022] (6)、干燥:成型后的生坯在110~150°C的干燥窯內干燥12~48小時；
[0023] (7)、燒成:干燥后的生坯在高溫窯中還原氣氛下1550~1700°C燒成8~10小時。
[0024] 由于采用上述技術方案，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0025] 本發(fā)明通過添加金屬鋁粉，在還原氣氛燒結時形成液相促進燒結的進行及填充氣 孔，減小成品的氣孔率，在使用過程中緩慢氧化體積膨脹阻礙制品內微裂紋的擴展并阻止 石墨粉的氧化;添加石墨粉可提尚制品的熱導率，進而提尚制品的抗熱震性能;添加氧化錯 微粉，可在制品內形成第二相，促進制品的燒結，提高制品最終強度;通過表1所示結果可以 看出，本發(fā)明的一種新型鉻鋁碳磚，不僅常溫及高溫強度優(yōu)于現(xiàn)行市面產(chǎn)品，抗熱震性能也 有大幅提升，可以保證更長的使用壽命；
[0026]
[0027] 表1 【【具體實施方式】】
[0028] 通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發(fā)明，公開本發(fā)明的目的旨在保護本發(fā)明 范圍內的一切變化和改進，本發(fā)明并不局限于下面的實施例：
[0029] 實施例1
[0030] -種新型鉻鋁碳磚配方各成分組成為：
[0031] 5~1電熔高鉻砂顆粒47份
[0032] 1~0電熔高鉻砂顆粒18份
[0033]電熔高鉻砂細粉18份 [0034]氧化鋁微粉8份
[0035]金屬鋁粉1份 [0036]氧化鋯微粉:3份 [0037] 石墨粉：1份
[0038] 鉻綠4份
[0039] 外加結合劑2份。
[0040] -種新型鉻鋁碳磚的制備工藝流程為：
[0041 ] 1、配料:按照配方要求將各原料稱好；
[0042] 2、預混合:將稱量好的基質細粉料加入震動球磨機機內進行預混合，混合時間為 30~60min;
[0043] 3、顆粒預包裹:將粒度在Imm以上的骨料顆粒預混，然后加入樹脂或紙漿廢液液體 結合劑，混合均勻后加入金屬鋁粉，繼續(xù)混合均勻；
[0044 ] 4、混料:將I mm以下的各種原料加入混料機，繼續(xù)混合至均勾；
[0045] 5、成型：將步驟4的混料與步驟3的顆粒預包裹料根據(jù)不同磚型的質量要求稱量， 加入到模具中在摩擦壓磚機或液壓機上成型；
[0046] 6、干燥:成型后的生坯在150°C的干燥窯內干燥48小時；
[0047] 7、燒成:干燥后的生坯在高溫窯中還原氣氛下1700°C燒成10小時。
[0048] 實施例2
[0049] -種新型鉻鋁碳磚配方各成分組成為：
[0050] 5~1電熔高鉻砂顆粒45份
[0051 ] 1~0電熔高鉻砂顆粒20份
[0052]電熔高鉻砂細粉18份 [0053]氧化鋁微粉6份
[0054]金屬鋁粉1份 [0055]氧化鋯微粉:2份 [0056] 石墨粉:2份 [0057] 鉻綠6份 [0058]外加結合劑2份。
[0059] 上述的一種水煤漿加壓氣化爐用背襯鋁鉻硅磚的的制備工藝流程同實施例1。
[0060] 實施例3
[0061 ] -種新型鉻鋁碳磚配方各成分組成為：
[0062] 5~1電熔高鉻砂顆粒45份
[0063] 1~0電熔高鉻砂顆粒20份
[0064]電熔高鉻砂細粉14份 [0065]氧化鋁微粉10份 [0066] 金屬鋁粉0.5份
[0067]氧化鋯微粉:3份 [0068] 石墨粉:1.5份
[0069] 鉻綠6份
[0070] 外加結合劑2份。
[0071] 上述的一種水煤漿加壓氣化爐用背襯鋁鉻硅磚的的制備工藝流程同實施例1。
【主權項】
1. 一種鉻鋁碳磚，其特征是：由下述成分按質量百分數(shù)組成： 粒度分別為5~0和240目的電熔高鉻砂材料:75~90%; α-Α12〇3 微粉:3 ~8%; 氧化鋯微粉:0.1~6%; 粒度小于180目的金屬鋁粉材料:0.1~3%; 石墨粉:0.1~3%; 氧化鉻綠:3~8%; 外加結合劑的量:2~4%。2. 根據(jù)權利要求1所述的鉻鋁碳磚，其特征是:所述的結合劑為糊精、樹脂、紙漿廢液等 有機或無機結合劑中的一種或者幾種。3. -種鉻鋁碳磚的制備方法，其特征是:所述方法包括以下步驟： (1) 配料：按照上述各組分的比例分別稱取備用； (2) 細粉預混料:將稱取好的240目電熔高鉻砂、α-Α1203微粉、氧化鋯微粉、石墨粉、氧化 鉻綠加入震動球磨機機內進行預混合，混合時間為30~60min; (3) 顆粒預包裹:將粒度為5-lmm的電恪高絡砂預混，加入結合劑混合均勾，然后加入金 屬鋁粉混合均勻，使金屬鋁粉包裹在混合結合劑的電熔高鉻砂的外部； (4 )混料:將粒度為1 -0_的電熔高鉻砂及步驟(2 )中獲取的細粉預混料加入混料機，繼 續(xù)混合至均勻； (5)成型:將步驟(4)的混料與步驟(3)的顆粒預包裹料根據(jù)不同磚型的質量要求稱量， 加入到模具中在摩擦壓磚機或液壓機上成型； (6 )、干燥:成型后的生坯在110~150°C的干燥窯內干燥12~48小時； (7)、燒成:干燥后的生坯在高溫窯中還原氣氛下1550~1700°C燒成8~10小時。
【專利摘要】一種鉻鋁碳磚及其制備方法，涉及一種鉻鋁碳磚，由下述成分按質量百分數(shù)組成：粒度分別為5～0和240目的電熔高鉻砂材料：75～90%；α-Al2O3微粉：3～8%；氧化鋯微粉：0.1～6%；粒度小于180目的金屬鋁粉材料：0.1～3%；石墨粉：0.1～3%；氧化鉻綠：3～8%；外加結合劑的量：2～4%；通過配料、細粉預混料、顆粒預包裹、混料、成型、干燥、燒成的制備步驟獲取鉻鋁碳磚，本發(fā)明實現(xiàn)了抗熱震性能大幅提升，延長使用壽命的目的。
【IPC分類】C04B35/65, C04B35/047, C04B35/66
【公開號】CN105541352
【申請?zhí)枴緾N201510964882
【發(fā)明人】高聳, 李有奇, 張亞棟, 楊付乾, 張濤, 閻彬彬, 楊參, 張宇翠, 姚晨臣
【申請人】洛陽利爾耐火材料有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月21日