[發明專利]一種非均質結構的Cr2O3-Al2O3耐火材料

有效

• 申請號: 201110273942.3
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102417361A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 孫紅剛;李鵬濤;閆雙志;耿可明;王晗;李堅強;王剛;吳愛軍
• 申請（專利權）人: 中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 李路平

技術領域

本發明屬于耐火材料領域，主要涉及一種非均質結構的Cr₂O₃-Al₂O₃耐火材料。

背景技術

耐火材料是高溫領域的關鍵材料，高溫熔渣對耐火材料的化學侵蝕將直接影響耐火材料的實用性。在所有氧化物和非氧化物耐火材料中，三氧化二鉻（Cr₂O₃）具有極好的抗熔渣侵蝕性能，是耐侵蝕材料必備的耐火原料，被廣泛應用于有色金屬冶煉、石油化工、煤化工、玻璃熔煉等諸多領域。然而，Cr₂O₃原料本身資源稀缺、價格昂貴，而且在使用中還存在“六價鉻”的潛在危害。高Cr₂O₃含量的耐火材料受到了制約。如何設計制造Cr₂O₃含量低但抗渣侵蝕性能又能與Cr₂O₃含量高的材料相當的耐火材料，成為耐火材料工作者亟待解決的現實問題。

氧化鉻（Cr₂O₃）屬于重金屬氧化物，相對分子質量152，熔點2350℃。耐火材料中常用的氧化鉻原料主要有：氧化鉻綠、電熔氧化鉻、燒結氧化鉻。氧化鉻綠是從鉻礦中提煉加工出的一種化工原料，通常采用鉻酸酐1000~1200℃熱分解法制成。氧化鉻綠在耐火材料中屬于生料，具有較高的燒結活性。以氧化鉻綠為原料，通過電熔法和燒結法工藝可制備電熔氧化鉻和燒結氧化鉻原料。電熔氧化鉻和燒結氧化鉻原料屬于熟料，具有較高的體積密度和致密度。

氧化鉻與氧化鋁（Al₂O₃）在高溫下極易生成連續固溶體Cr₂O₃-Al₂O₃。以氧化鉻綠和工業氧化鋁粉為原料，按任意比例混合均勻，通過電熔法或燒結法制備工藝，可制備各種Cr₂O₃含量的電熔Cr₂O₃-Al₂O₃原料或燒結Cr₂O₃-Al₂O₃原料。

目前，高Cr₂O₃含量的耐火材料的品種主要有致密鉻磚和高鉻磚。致密鉻磚通常Cr₂O₃≥98wt%，具有極好的抗無堿玻璃熔液侵蝕性能，主要用于砌筑無堿玻璃纖維池窯。致密鉻磚是由Cr₂O₃≥99.5wt%的氧化鉻綠細粉為主原料，經噴霧造粒后等靜壓成型生坯，特殊工藝燒制而成。高鉻磚通常Cr₂O₃含量85wt%～95wt%，具有良好的抗煤熔渣侵蝕性能，主要用作水煤漿氣化爐爐襯材料。高鉻磚是一種Cr₂O₃-Al₂O₃系耐火材料，由Cr₂O₃≥99wt%的電熔或燒結氧化鉻顆粒為骨料，Cr₂O₃≥99wt%的電熔或燒結氧化鉻細粉、Cr₂O₃≥99wt%的氧化鉻綠細粉、氧化鋁微粉以及其它添加劑為基質，與有機或無機結合劑混合均勻成半干料后，摩擦壓磚機壓制成坯體，約1700℃燒制而成。高鉻磚中起抗侵蝕作用的主要是Cr₂O₃成分，通常情況下Cr₂O₃含量越高，高鉻磚的抗侵蝕性能越好。