[發明專利]一種微孔化結構Al2O3-Cr2O3耐火材料

有效

• 申請號: 201310706638.2
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103693981A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 李鵬濤;孫紅剛;閆雙志;李堅強;王晗;王剛;耿可明;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;C04B38/02
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 智宏亮

技術領域

本發明屬于耐火材料領域，主要涉及一種微孔化結構Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料。所制備的Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料適用于化工及冶煉等行業高溫爐內襯材料。

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。

氧化鋁（Al₂O₃）與氧化鉻在高溫下極易生成連續固溶體Al₂O₃-Cr₂O₃，因此以含氧化鋁原料和含氧化鉻原料混合制備的Al₂O₃-Cr₂O₃系列耐火材料同時具有較高的機械強度和優良的抗化學侵蝕性，是一類高性能的耐火材料。Al₂O₃-Cr₂O₃系列耐火材料的抗渣性能是其使用性能中最為重要的性能，主要表現在兩個方面，一是抗熔渣的化學侵蝕性，二是抗液態熔渣的滲透性。提高Al₂O₃-Cr₂O₃系列耐火材料的抗渣性能，成為該領域耐火材料工作者研究的重點問題。目前，提高Al₂O₃-Cr₂O₃系列耐火材料的抗渣性的最常用和最有效途徑是提高Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料中的Cr₂O₃含量，從而提高了材料的抗熔渣化學侵蝕性。如為了提高水煤漿氣化爐用耐火材料的抗渣性，高鉻磚由之前Cr₂O₃含量約80%提升到了現在的90%以上。Cr₂O₃原料價格高昂，且在原料生產中存在Cr⁶⁺對人體和環境的危害。因而，通過無限制的Cr₂O₃含量來提升Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料的抗渣性能是不經濟、不環保的做法。

除了Cr₂O₃含量影響外，Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料的顯微結構也是影響抗渣侵蝕性能的重要因素。試驗經驗表明，在不改變Cr₂O₃含量的前提下，通過降低材料的氣孔率，可以達到提高材料抗熔渣滲透的效果。然而，材料氣孔率的降低，將帶來材料抗熱震性能的降低，使得Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料在使用過程中熱震剝落嚴重而大大降低材料的使用壽命。

因此，較為理想的改善Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料的整體使用性能的較佳途徑是不改變材料的氣孔率，而是通過采用可行的技術手段使其內部的氣孔分布化、孔徑微細化，既呈現一種微孔化顯微結構。從經濟效益和環保效益角度分析，通過改善顯微結構使Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料內部氣孔更加微細化是提升Al₂O₃-Cr₂O₃耐火材料的抗渣性能的理想手段。