[发明专利]一种金属复合氧化铬砖制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，主要涉及一种金属复合氧化铬砖及其制备方法，它是水煤浆气化炉内衬用关键材料。 

背景技术

气化炉是水煤浆加压气化技术的关键设备，而水煤浆气化炉向火面用砖是关系到气化炉能否正常运转的关键材料。水煤浆加压气化炉的通常工况条件为：工作温度1300-1600℃，压力2.6-8.5MPa，强还原气氛、酸性熔渣冲蚀、液态排渣、开停车时较大的温度波动和压力波动冲击。目前，氧化铬砖是成功用于水煤浆加压气炉的工作衬材料，所述氧化铬砖是Cr₂O₃含量≧80%的烧成氧化铬制品，随着水煤浆加压气化炉的大型化、高压力、高产能，其原料煤种类及气化工艺的改进对耐火材料提出了更苛刻的要求，要求氧化铬砖气孔率更低，适用煤的种类更广，抗煤熔渣侵蚀性能更优；目前也有相关通过提高铬含量，降低气孔率，以提高整体性能的技术，但效果均不理想，没有大量推广使用。国外因为维修，长时间的停产，气化炉操作者希望安装的耐火材料炉衬至少要有3年的可靠寿命，并以此视为推广气化技术商业应用的关键障碍。在渣气化炉系统上当前阶段的耐火材料炉衬还未有解决这个寿命，在高-磨损区域仅仅3个月就损毁了，然而在其它部位则达到了期望的3年寿命。改进寿命的可靠的耐火材料炉衬是当务之急。 

普通氧化铬砖通过提高铬的含量，气孔率14-16%，较高，耐压强度:≧100 MPa，较低，抗热震稳定性1100℃，水冷，<5次，一般0-2次；空冷<6次，较差，使得气化炉极易因开停车时较大的温度和压力波动，引起结构剥落，缩短耐火材料的使用寿命，也影响了整个气化炉的使用寿命，增加用户负担。 

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种金属复合氧化铬砖，实现了金属在氧化铬砖中的应用，使其具有抗热震性能更强、气孔率更低、抗煤熔渣侵蚀性能更强的特点。该氧化铬砖作为水煤浆气化炉的工作衬，能满足目前水煤浆气化炉大型化、高压力、高产能、高要求的苛刻条件，提高整个气化炉内衬的使用寿命。 

本发明所采用的技术方案：一种金属复合氧化铬砖制备方法，其中氧化铬砖中的Cr₂O₃含量≧80%，在氧化铬砖基体制备过程中，添加金属硅、铬、铝、铁1-4种金属的一种或几种，复合形成一种性能优于原有氧化铬砖的水煤浆气化炉内衬材料。 

本发明所述金属是硅、铬、铝、铁1-4种金属的一种或几种复合添加； 

所述金属的金属含量大于99wt%；

所述金属添加量为总质量分数的0.2-5.0wt%；

所述氧化铬砖的烧成气氛为还原或氮化气氛。

本发明的有益效果是： 

本发明通过在现有氧化铬砖制备技术的基础上添加金属，通过高压成型、高温烧成，制得氧化铬砖，与现有氧化铬砖相比：具有优良的抗极冷急热引起的剥落性能、优良的抗侵蚀、渗透性能，抗煤熔渣及气流等的冲刷性能。

1、本发明制得金属复合氧化铬砖，在不影响原有氧化铬砖性能的基础上，热震稳定性能明显提高。气孔率低：<14%，耐压强度高：>145MPa、抗热震稳定性能强：1100℃，空冷，≧20。 

2、本发明制得的金属复合氧化铬砖，抗热震稳定性能大大提高，能够满足水煤浆气化炉大型化、高压力、高产能、高要求的苛刻条件，提高了整个气化炉内衬的使用寿命，解决了水煤浆加压气化炉内衬用耐火材料的技术瓶颈。 

具体实施方式：

参照以下实施例可以对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1： 

一种金属复合氧化铬砖的制备方法，以电熔氧化铬颗粒、刚玉颗粒的一种或两种为骨料，骨料所占的质量分数为：55%-80%，基质所占质量分数为25-45%，基质中含有电熔氧化铬细粉、氧化铬绿、Al₂O₃粉、刚玉粉、氧化锆粉，所述氧化锆粉的质量分数为1-10%；再添加1%金属硅，然后将骨料在混砂机内混匀后，加入2/3结合剂混匀，然后加入共磨后混合细粉，混匀，最后加入剩余结合剂，再大约混5分钟。经困料，压制成生坯，干燥、1600-1800℃烧成，梭式窑内还原或氮化烧成，即制得。

实施例2： 

一种金属复合氧化铬砖的制备方法，实施例1所述制备方法的基础上，添加0.5%金属铬。

实施例3： 

一种金属复合氧化铬砖的制备方法，实施例1所述制备方法的基础上，添加0.2%金属硅及0.5%金属铝。

实施例4：