[發(fā)明專利]一種特高溫炭黑爐用氧化鋯磚的生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011614638.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112573919A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 宋二鵬;宋進朝;孟祥峰
• 申請（專利權）人: 鞏義市新科耐火材料有限公司
• 主分類號: C04B35/482
• 分類號: C04B35/482
• 代理公司: 成都市鼎宏恒業(yè)知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 51248
• 代理人: 謝敏

本發(fā)明涉及一種特高溫炭黑爐用氧化鋯磚的生產(chǎn)原料，所述的生產(chǎn)原料由氧化鋯粉、Al₂O₃微粉、二氧化鋯溶膠和糊精四種物質構成；該生產(chǎn)原料總配比為：以質量計，Al₂O₃微粉占2?4%，二氧化鋯溶膠占2.5～3.5%，糊精占1.5～2.0%，余為氧化鋯粉。本發(fā)明制備的特高溫炭黑爐用氧化鋯磚具有以下參數(shù)性質：ZrO₂≥80%，體積密度≥4.85g/cm³；常溫耐壓強度≥35MPa，經(jīng)高溫燒結后耐壓強度可達100MPa以上；熱膨脹系數(shù)（200～1000℃）9.0×10?6（1/℃）。熱震穩(wěn)定性(1100oC?水冷):≥3次。導熱系數(shù)3～4W/m.K。長期使用溫度：2100～2300℃；且氧化鋯磚在氧化、還原氣氛中都保持穩(wěn)定。

技術領域

本發(fā)明屬于一種特高溫炭黑爐用氧化鋯磚的生產(chǎn)方法技術領域，具體涉及特高溫炭黑爐用氧化鋯磚的生產(chǎn)原料和生產(chǎn)方法技術領域。

背景技術

炭黑是由天然氣或重油在炭黑反應爐內經(jīng)高溫裂解生成。炭黑反應爐由燃燒室、喉管、反應段、急冷段和停留段五大部分構成。在生產(chǎn)炭黑過程中，炭黑反應爐內燃燒段溫度通常1600-1700℃；喉管和反應段為高溫區(qū)，工作溫度高達1900-2000℃；爐內熱氣流運動速度很大，在喉管末端為全爐最大，可達340~370m.s^-1。此外，燃料和原料熱解后產(chǎn)生的灰分中含有V、Ni、Na、Ca、S等元素的氧化物和化合物，對襯體材料有很大的侵蝕作用。爐襯經(jīng)受高溫煙氣的沖刷和侵蝕作用，易發(fā)生剝落和熔蝕破壞。

目前已有將ZrO₂組分引入到炭黑反應爐內襯耐火材料中的研究和應用的報道。釆用Al₂O₃-Cr₂O₃系或在Al₂O₃-Cr₂O₃系中引入一定量的ZrO₂材料作反應爐高溫段內襯，在美國及西歐一些國家使用較多。在Al₂O₃-Cr₂O₃系中引入ZrO₂，目的是改善該體系材料的抗熱震性和抗化學侵蝕性，提高爐襯材料的使用壽命。用作髙溫炭黑反應爐內襯的純ZrO₂質制品是近年來研發(fā)和使用的新產(chǎn)品。日本開發(fā)的以CaO或MgO為穩(wěn)定劑的純ZrO₂磚在高級炭黑反應爐燃燒室、喉管段、反應段、冷卻段內襯進行了試用，發(fā)現(xiàn)該制品尚存在抗熱震性較差以及在1600oC左右的還原氣氛下ZrO₂與C反應形成ZrC引起的破壞問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明正是為了解決上述問題缺陷，提供一種特高溫炭黑爐用氧化鋯磚的生產(chǎn)方法。

技術改進預期：在部分穩(wěn)定ZrO₂中加入適量添加劑，經(jīng)高溫燒制，可提高制品的耐壓強度和抗熱震性，在反應爐的高溫、超高溫還原氣氛下使用，避免了1600℃左右時ZrO₂與C反應形成ZrC引起的蝕損。但假如什么樣的添加劑，才能滿足本發(fā)明的技術預期，成為需要解決的技術問題。尤其是加入添加劑后，不能使得生產(chǎn)步驟中的能耗增加太多，最好能夠持平，減少則更好。

給予上述內容和要求的考慮，本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn)。

一種特高溫炭黑爐用氧化鋯磚的生產(chǎn)原料，本發(fā)明所述的生產(chǎn)原料由氧化鋯粉、Al₂O₃微粉、二氧化鋯溶膠和糊精四種物質構成。

進一步為，本發(fā)明該生產(chǎn)原料總配比為：以質量計，Al₂O₃微粉占2-4%，二氧化鋯溶膠占2.5～3.5%，糊精占1.5～2.0%，余為氧化鋯粉。

進一步為，本發(fā)明所述的Al₂O₃微粉為ρ-Al₂O₃微粉。