[发明专利]一种氧化铬耐火材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氧化铬耐火材料，包括45‑65wt％的基质材料，20‑30wt％的中颗粒骨料，15‑25wt％的大颗粒骨料，以及结合剂；所述基质材料包括70‑90wt％电熔氧化铬细粉，10‑30wt％的熔融石英粉，以及所述电熔氧化铬细粉和熔融石英粉总质量0.05‑2.5wt％的分散剂；所述中颗粒骨料是粒度为1‑3mm的电熔氧化铬颗粒，所述大颗粒骨料是粒度为3‑5mm的电熔氧化铬颗粒。本发明还提供了一种氧化铬耐火材料的制备方法。本发明制得的含有二氧化硅的氧化铬耐火材料，不仅微观结构致密，物相分布均匀，热震稳定性好，而且制备过程简单、设备要求低且不污染环境。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，特别涉及一种氧化铬耐火材料及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着煤化工等行业的发展，耐火材料的使用条件越来越严格，因而对耐火材料带来的考验也越来越大。例如，在水煤浆气化炉等温度高、热冲击大、渣侵蚀严重的领域内，炉体内局部耐火材料的寿命非常短，每几个月就要更换一次，且到目前为止仍没有足够合适的材料能够与之相匹配，因此这些领域对高性能高寿命耐火材料的需求是非常迫切的。

氧化铬系耐火材料由于其具有熔点高、化学性质稳定、尤其是抗渣侵蚀性能优异等特点，使其在上述领域内具有不可替代的作用。然而，由于含氧化铬耐火材料在氧化气氛下烧结时容易产生高挥发态气相物质，不但污染环境，而且往往还能使材料难以烧结致密。并且，由于气相物质产生大的孔隙，给渣的侵蚀提供了通道，导致材料使用寿命降低。据报道，埋碳烧结是一种可以有效提高氧化铬材料致密度的方法，且还原性气氛可以避免六价铬污染物的产生，但这种烧结方法带来的弊端是材料的微观结构很容易控制不当，氧化铬颗粒的膨胀作用会引起材料的热震稳定性急剧下降，随之导致裂纹形成，最终会造成材料在使用过程中不断地被渣沿着裂纹侵入，表层逐渐成片脱落。这个过程重复循环，最终会造成整个耐火材料的损坏。因此，需要一种在保证致密烧结的基础上能够有效改善氧化铬材料热震稳定性的制备新方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗热震性好、不易开裂的氧化铬耐火材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种氧化铬耐火材料，包括45-65wt％的基质材料，20-30wt％的中颗粒骨料，15-25wt％的大颗粒骨料，以及结合剂；所述基质材料包括70-90wt％电熔氧化铬细粉，10-30wt％的熔融石英粉，以及所述电熔氧化铬细粉和熔融石英粉总质量0.05-2.5wt％的分散剂；所述中颗粒骨料是粒度为1-3mm的电熔氧化铬颗粒，所述大颗粒骨料是粒度为3-5mm的电熔氧化铬颗粒。

进一步地，所述电熔氧化铬细粉的粒度为0.5μm-1mm，所述熔融石英粉的粒度为0.1-5μm，且电熔氧化铬细粉的平均粒度应大于熔融石英粉的平均粒度。

本发明还提供了一种氧化铬耐火材料的制备方法，包括如下步骤：

原料处理：将电熔氧化铬原料破碎，过筛得到粒度为1-3mm的中粒径骨料和粒度3-5mm的大粒径骨料备用；将筛下的颗粒和细粉球磨处理，得到粒度为0.5μm-1mm的电熔氧化铬料浆，将电熔氧化铬料浆干燥得到电熔氧化铬细粉；将熔融石英粉原料球磨处理，得到粒度为0.1-5μm的熔融石英料浆，将熔融石英料浆干燥得到熔融石英粉；

基质制备：将70-90wt％电熔氧化铬细粉和10-30wt％的熔融石英粉，以及电熔氧化铬细粉和熔融石英粉总质量0.05-2.5wt％的分散剂，加水混合搅拌均匀，将得到的浆料快速干燥处理得到基质材料；

生坯制备：将45-65wt％的基质材料、20-30wt％的中颗粒骨料、15-25wt％的大颗粒骨料加入结合剂混合，机压成型，然后将成型后的坯体干燥处理得到生坯；

烧结合成：将生坯放入高温窑炉内，在埋碳条件1200-1500℃下保温0.5-8h，然后随炉冷却，得到含二氧化硅的高性能氧化铬耐火材料。