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热壁炉用无铬耐火材料的研究发展
浏览次数:374 日期:2019年03月23日 15:55:26

高铬砖从原料制备到用后废砖处理存在潜在的Cr6+危害,因此,开发绿色无铬耐火材料来取代高铬砖目前成为研究热点。

由美国橡树岭国家重点实验室Hemrick带领的研发团队致力于气化炉用新型耐火材料的研究,开发了以镁铝尖晶石为主的耐火材料,采用喷射施工实现了耐火材料快速更换和在线热修补,通过涂层技术提高了炉衬的使用寿命,同时对背衬和保温层材料改进优化解决了新内衬材料更换后炉壁钢壳过热的问题。美国Albany研究中心通过大量坩埚抗渣选材试验,发现ZrO2、Al2O3、MgO等材质的抗煤渣侵蚀和渗透性能较好,是潜在的高铬砖的替代材料,设计了Al2O3-ZrO2-MgO(Al2O3为主成分)、Al2O3-ZrO2-MgO-SiC(Al2O3和ZKO为主成分)两种砖。与高铬砖的对比试验表明,这两种砖的抗侵蚀性与高铬砖的接近,但抗渗透性和抗热震性均优于高铬砖的。该团队的进一步试验研究以及工业化试用还在进行中。德国能源资源中心的Gehre团队经过选材试验发现,镁铝尖晶石、Al2O3-ZrO2-TiO2、MgO-ZrO2等材料的常规理化性能可以满足气化炉的使用要求,抗渣性能良好,是潜在的煤气化用耐火材料。目前,该团队正在进行材料性能的进一步优化和扩大试验。

目前,国内在气化炉用无铬耐火材料方面也开展了一些工作。中钢洛耐院对气化炉用耐火材料的使用环境和损毁机制进行了多角度的研究,建立了煤气化耐火材料模拟装置和评价方法,通过选材试验初步发现,MgO-MgAl2O4-ZrO2、SiAlON结合刚玉、刚玉-尖晶石、尖晶石结合SiC、Si3N4结合SC等材料具有一定的煤气化使用前景,目前正在进行材料的优化设计和性能提升工作。武汉科技大学以商用气化炉渣为试验渣,分别在空气和埋炭气氛下进行静态坩埚抗渣试验,对比了Al2O3-SiC-C材料和Cr2O3-Al2O3-ZrO2材料的抗渣侵蚀性和渗透性,并结合热力学软件进行了相关分析和计算,认为Al2Og-SiC-C材料具有良好的抗渣性,是一种潜在的气化炉用无铬材料。

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