[發明專利]一種氧化鉻骨料致密燒結方法

無效

• 申請號: 200910023744.4
• 申請日: 2009-09-01
• 公開（公告）號: CN101643362A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 錢躍進;蔣明學;馮秀梅
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/64;C04B35/12
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明屬于高鉻耐火材料的燒結技術領域，涉及一種氧化鉻骨料致密燒結方法，該方法采用電加熱方式、在較低的燒結溫度和CO還原氣氛中致密燒結，得到純氧化鉻骨料或高鉻骨料。

背景技術

Texaco煤氣化爐可以利用選煤產生的煤泥、貧煤等低品位煤生產化肥等工業用氣和城市煤氣，是一種高效、污染小的煤炭綜合利用的關鍵設備。無堿玻纖主要用于纖維增強材料，可提高我國在新材料領域的國際競爭力。高鉻耐火材料是煤氣化爐和無堿玻纖池窯內襯不可替代的高級耐火材料，但它生產的高成本制約著高鉻耐火材料及相關行業的發展。

高鉻耐火材料的種類很多，一般高鉻材料是指Cr₂O₃含量在80％～97％的耐火材料。目前，高鉻耐火材料普遍采用以Cr₂O₃為主，添加少量Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂等少量其它氧化物合成的復合耐火材料。

因Cr₂O₃細粉直接高溫燒結，會產生約20％的燒結收縮，所以制備致密高鉻耐火材料的關鍵是制備高密度的骨料。

目前，已知的純Cr₂O₃或高鉻耐火骨料的致密燒結主要有以下方法：

1、電熔制備高鉻骨料，高溫燒結制品：這種方法可制備致密的高鉻骨料，但這種制備工藝的特點是：生產溫度高達2200℃、能耗大，為提高物料的起弧性能并降低電熔溫度，常在Cr₂O₃細粉中添加少量碳(C)，電熔過程中碳氧化產生大量的煙塵，同時帶出大量的Cr₂O₃粉塵造成環境污染；目前國內大都采用這種方法來生產高鉻或純Cr₂O₃骨料。

2、控制氣氛燒結：P.D.Ownby與Junquist等采用控制CO/CO₂的比例嚴格控制燒結系統的氧分壓(在Cr₂O₃平衡氧分壓)，使純Cr₂O₃燒結后的密度達到相對密度的98％；但燒結過程中的氧分壓難以控制，僅能在實驗室研究使用，不利于工業化生產。

3、埋碳燒結及復合埋層燒結：日本的山口明良等采用埋碳燒結方法，在較低的溫度燒結得到致密的Cr₂O₃-ZrO₂復合材料；但燒結后材料表面有一層致密的、難以去除的碳化物層，其存在影響到制品的燒結，且燒結過程中產生煙氣污染，消耗大量的碳。

梁永和發明了復合埋層的燒結方法，可消除試樣表面的碳化物，具有較好的效果，但這種燒結方法與埋碳燒結方法類似，生產勞動強度大、工藝復雜，也不適應現代化生產需求。

4、碳與Cr₂O₃混合燒結：日本的鲇澤信夫發明的專利，在1700℃、空氣條件下燒結含碳的Cr₂O₃材料，利用C氧化在試樣中形成還原氣氛，促進試樣的燒結致密。這種燒結方法燒結溫度高，燒結過程中能量消耗大；

5、耿可明等采用H₂氣氛可燒結得到致密的氧化鉻材料，但采用這種燒結方法，存在H₂易爆等安全隱患，且H₂的成本也較高。

發明內容

針對上述現有的燒結方法存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種氧化鉻骨料致密燒結方法，該方法采用電加熱方式、在較低的燒結溫度和CO還原氣氛中致密燒結，得到純氧化鉻骨料或高鉻骨料，具有碳消耗少、不污染環境、燒結溫度低、生產控制容易、試樣表面無碳化物等特點。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：