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熱壁爐用無鉻耐火材料的研究發展
瀏覽次數:796 日期:2019年03月23日 15:55:26

高鉻磚從原料制備到用后廢磚處理存在潛在的Cr6+危害,因此,開發綠色無鉻耐火材料來取代高鉻磚目前成為研究熱點。

由美國橡樹嶺國家重點實驗室Hemrick帶領的研發團隊致力于氣化爐用新型耐火材料的研究,開發了以鎂鋁尖晶石為主的耐火材料,采用噴射施工實現了耐火材料快速更換和在線熱修補,通過涂層技術提高了爐襯的使用壽命,同時對背襯和保溫層材料改進優化解決了新內襯材料更換后爐壁鋼殼過熱的問題。美國Albany研究中心通過大量坩堝抗渣選材試驗,發現ZrO2、Al2O3、MgO等材質的抗煤渣侵蝕和滲透性能較好,是潛在的高鉻磚的替代材料,設計了Al2O3-ZrO2-MgO(Al2O3為主成分)、Al2O3-ZrO2-MgO-SiC(Al2O3和ZKO為主成分)兩種磚。與高鉻磚的對比試驗表明,這兩種磚的抗侵蝕性與高鉻磚的接近,但抗滲透性和抗熱震性均優于高鉻磚的。該團隊的進一步試驗研究以及工業化試用還在進行中。德國能源資源中心的Gehre團隊經過選材試驗發現,鎂鋁尖晶石、Al2O3-ZrO2-TiO2、MgO-ZrO2等材料的常規理化性能可以滿足氣化爐的使用要求,抗渣性能良好,是潛在的煤氣化用耐火材料。目前,該團隊正在進行材料性能的進一步優化和擴大試驗。

目前,國內在氣化爐用無鉻耐火材料方面也開展了一些工作。中鋼洛耐院對氣化爐用耐火材料的使用環境和損毀機制進行了多角度的研究,建立了煤氣化耐火材料模擬裝置和評價方法,通過選材試驗初步發現,MgO-MgAl2O4-ZrO2、SiAlON結合剛玉、剛玉-尖晶石、尖晶石結合SiC、Si3N4結合SC等材料具有一定的煤氣化使用前景,目前正在進行材料的優化設計和性能提升工作。武漢科技大學以商用氣化爐渣為試驗渣,分別在空氣和埋炭氣氛下進行靜態坩堝抗渣試驗,對比了Al2O3-SiC-C材料和Cr2O3-Al2O3-ZrO2材料的抗渣侵蝕性和滲透性,并結合熱力學軟件進行了相關分析和計算,認為Al2Og-SiC-C材料具有良好的抗渣性,是一種潛在的氣化爐用無鉻材料。

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