CN103483005A

CN103483005A - 一种高铬砖涂层的制备方法

Info

Publication number: CN103483005A
Application number: CN201310386272.5A
Authority: CN
Inventors: 李有奇; 柯昌明; 赵继增; 叶国田; 寇志奇; 高耸
Original assignee: Luoyang Lier Refractory Materials Co Ltd
Current assignee: Luoyang Lier Functional Materials Co.,Ltd.
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: CN103483005B

Abstract

一种高铬砖涂层的制备方法，涉及高铬砖技术领域，包括高铬砖本体和高铬砖涂层，所述方法通过将高铬砖涂层中的成分中位径粒度的氧化锆、中位径粒度的氧化铬绿和中位径粒度的活性氧化铝微粉，加入粘接剂后混合均匀，之后将高铬砖涂层的混合料均匀的喷涂在高铬砖的至少一面上，喷涂面为向火面；将经过喷涂的高铬砖进行烘烤干燥处理，处理后经过高温烧制即获取具有涂层的高铬砖；本发明通过涂层的保护可以有效的降低高铬砖显气孔率、提高高铬砖表面的致密度、明显改善高铬砖抗渣侵蚀渗透性能，而且增加了高铬砖使用寿命。

Description

一种高铬砖涂层的制备方法

技术领域

本发明属于高铬砖技术领域，涉及一种涂层的制备方法，具体涉及一种高铬砖涂层的制备方法。

背景技术

公知的，我国煤炭资源十分丰富，以煤炭为主要原料的生产油、气以及其他醋酸、甲醇、合成氨等化工行业在我国显得愈发重要，近年来，国内的水煤浆气化技术获得了长足进步，国内新建的气化炉数量越来越多，并且由于技术的发展进步以及对产品的性能指标要求越来越高，气化炉的使用条件也越来越苛刻，比如操作压力越来越大、操作温度越来越高、使用寿命要求越来越长等条件，作为气化炉内衬材料的高铬砖，其性能的优劣直接决定了气化炉使用寿命的长短，因此，现代化的工业条件对高铬砖的性能提出了越来越高的要求。

为了适应气化炉内苛刻的使用环境，高铬砖需要在特定的还原气氛和高压条件下才具有较高的强度、致密度以及优良的抗热震性、抗冲刷和抗渣侵蚀渗透性；现在国内所使用的高铬砖主要生产原料为电熔或者烧结氧化铬、氧化铝微粉、单斜或者稳定氧化锆，通过加入有机结合剂或者磷酸以及磷酸盐作为结合剂经过混料、成型、烘烤、高温烧成工艺过程而形成；目前市场上所用的高铬砖显气孔率大多保持在17%左右，在高温高压的气化炉操作条件下，水煤浆以及煤熔渣呈现流动性很好的熔融态，这将非常容易使水煤浆熔渣进入高铬砖的气孔之中，熔渣的进入一方面会由于熔渣和砖体本身的膨胀系数差异破坏砖体结构；另外一方面会由于熔渣和砖体本身的材料发生化学变化导致砖体溶蚀或者结构剥落，进一步破坏砖体结构，在保持其他指标不变的情况下，降低材料的显气孔率、提高砖的致密度成为本领域技术人员的技术诉求。

发明内容

本发明提供一种高铬砖涂层的制备方法，本发明通过在高铬砖的表面或向火面喷涂涂层，通过涂层的保护可以有效的降低高铬砖显气孔率、提高高铬砖表面的致密度、明显改善高铬砖抗渣侵蚀渗透性能，而且增加了高铬砖使用寿命。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高铬砖涂层的制备方法，包括高铬砖本体和高铬砖涂层，所述高铬砖涂层的制备方法具体操作步骤如下：

1）备料：所述高铬砖涂层的成分“按质量百分比”包含：中位径粒度为0.2~10um的ZrO₂ 25~40%、中位径粒度为0.5~5um的氧化铬绿35~50%和中位径粒度为0.8~5um的活性氧化铝微粉15~30%，加入2~3%的粘接剂后混合均匀，备用；

2）喷涂：将上述高铬砖涂层的混合料均匀的喷涂在高铬砖的至少一面上，喷涂面为向火面；

3）烘干：将上一步骤中经过喷涂的高铬砖进行烘烤干燥处理，处理后经过1550~1700℃的高温烧制即获取具有涂层的高铬砖。

所述的高铬砖涂层的制备方法，所述粘接剂为水、磷酸盐或有机溶剂。

所述的高铬砖涂层的制备方法，所述有机溶剂为乙醇、乙酸乙酯或丙酮。

所述的高铬砖涂层的制备方法，所述高铬砖涂层的混合料均匀的喷涂在高铬砖的表面。

所述的高铬砖涂层的制备方法，所述的喷涂方法为湿法喷涂、等离子喷涂或者火焰喷涂法。

所述的高铬砖涂层的制备方法，所述的高铬砖用涂层的厚度为0.03~0.8mm。

所述的高铬砖涂层的制备方法，所述的高铬砖本体为氧化铬含量为50~95%的高温烧制的高铬耐火材料。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

本发明所述的高铬砖涂层的制备方法，本发明通过在高铬砖的表面或向火面喷涂涂层，经过烘烤以及高温烧成处理以后涂层材料和砖本体材料进行了较为明显的反应及固溶，涂层与砖本体之间致密均匀且结合良好，并且使涂层材料和高铬砖本体具有基本一致的膨胀收缩比例，在使用过程中保证了涂层和砖本体材料具有很好的一致贴合性；本发明所述的高铬砖涂层的制备方法生产的高铬砖不但改变砖本体材料的理化性能，还可以较好的填充砖体表面的显气孔率，有效阻止了熔渣的冲刷、渗透和反应，从而延长了高铬砖的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例1中经过涂层处理后高铬砖本体材料与涂层的界面图；

图2为本发明实施例2中经过高温烧成后涂层的显微结构图片；

图3为本发明实施例3中经过10次水冷后高铬砖本体材料与涂层的界面图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的描述，以便本领域的技术人员进一步理解本发明，但下述实施例并非是对本发明保护范围的限定。

结合附图1-3所述的高铬砖涂层的制备方法，包括高铬砖本体和高铬砖涂层，所述高铬砖涂层的制备方法具体操作步骤如下：

1）备料：所述高铬砖涂层的成分“按质量百分比”包含：中位径粒度为0.2~10um的氧化锆25~40%、中位径粒度为0.5~5um的氧化铬绿35~50%和中位径粒度为0.8~5um的活性氧化铝微粉15~30%，加入2~3%的粘接剂后混合均匀，备用；所述粘接剂为水、磷酸盐或有机溶剂，所述有机溶剂为乙醇、乙酸乙酯或丙酮；

2）喷涂：将上述高铬砖涂层的混合料均匀的喷涂在高铬砖的至少一面上，喷涂面为向火面；所述高铬砖涂层的混合料均匀的喷涂在高铬砖的表面；所述的喷涂方法为湿法喷涂、等离子喷涂或者火焰喷涂法；所述的高铬砖用涂层的厚度为0.03~0.8mm；所述的高铬砖本体为氧化铬含量为50~95%的高温烧制的高铬耐火材料；

实施例1

一种高铬砖涂层的制备方法，所述高铬砖涂层的成分“按质量百分比”包含：中位径粒度为10um的ZrO₂占25%、中位径粒度为0.5um的氧化铬绿占50%、中位径粒度为0.8um的活性氧化铝微粉为22%，粘接剂为3%。

按照上述的比例将涂层中的用料在粉末混合设备中充分混合均匀，选择氧化铬含量为90%的高铬砖，采用湿法喷涂法对高铬砖表面进行喷涂，喷涂厚度为0.5 mm，对喷涂后的高铬砖进行烘烤干燥处理，处理后在1650℃下进行高温烧成获取具有涂层的高铬砖；如附图1所示的经过涂层处理后高铬砖本体材料与涂层的界面图显示，涂层与高铬砖本体之间致密均匀且结合良好，且高铬砖涂层和高铬砖本体具有基本一致的膨胀收缩比例，所以在使用过程中保证了高铬砖涂层和高铬砖本体材料具有较好的贴合性。

实施例2

一种高铬砖涂层的制备方法，所述高铬砖涂层的成分“按质量百分比”包含：中位径粒度为0.2um的ZrO₂占40%、中位径粒度为5um的氧化铬绿占35%、中位径粒度为5um的活性氧化铝微粉为23%，粘接剂为2%。

按照上述的比例将涂层中的用料在粉末混合设备中充分混合均匀，选择氧化铬含量为80%的高铬砖，采用湿法喷涂法对高铬砖的向火面进行喷涂，喷涂厚度为0.1 mm，对喷涂后的高铬砖进行烘烤干燥处理，处理后在1700℃下进行高温烧成获取具有涂层的高铬砖；如附图2所示的喷涂后涂层的显微结构图显示，在高铬砖喷涂涂层后较好的填充了砖体表面的显气孔率。

实施例3

一种高铬砖涂层的制备方法，选用的涂层材料质量百分比组成为：中位径粒度为8um的ZrO₂占35%、中位径粒度为2.5um的氧化铬绿占40%、中位径粒度为5um的活性氧化铝微粉为22%，粘接剂为3%。

按照上述的比例将涂层中的用料在粉末混合设备中充分混合均匀，选择氧化铬含量为70%的高铬砖，采用湿法喷涂法对高铬砖表面进行喷涂，喷涂厚度为0.4 mm，对喷涂后的高铬砖进行烘烤干燥处理，处理后在1600℃下进行高温烧成获取具有涂层的高铬砖；如附图3所示，经过10次水冷热震处理之后高铬砖本体材料和高铬砖涂层之间的结合仍然相当完好，有效阻止了熔渣的冲刷、渗透和反应；由本发明制备出的含涂层的高铬砖在国内某厂气化炉渣口部位使用寿命达到或接近5200h，而传统高铬砖的大致使用寿命为4000h，本发明所述的含涂层的高铬砖使用使用寿命可以提高30%；在筒体和拱顶部位使用寿命可以达到20000h，而同期传统高铬砖的大致使用寿命为16000h，本发明所述的含涂层的高铬砖使用使用寿命可以提高25%。

Claims

1.一种高铬砖涂层的制备方法，包括高铬砖本体和高铬砖涂层，其特征是：所述高铬砖涂层的制备方法具体操作步骤如下：

1）备料：所述高铬砖涂层的成分“按质量百分比”包含：中位径粒度为0.2~10um的氧化锆25~40%、中位径粒度为0.5~5um的氧化铬绿35~50%和中位径粒度为0.8~5um的活性氧化铝微粉15~30%，加入2~3%的粘接剂后混合均匀，备用；

2.根据权利要求1所述的高铬砖涂层的制备方法，其特征是：所述粘接剂为水、磷酸盐或有机溶剂。

3.根据权利要求2所述的高铬砖涂层的制备方法，其特征是：所述有机溶剂为乙醇、乙酸乙酯或丙酮。

4.根据权利要求1所述的高铬砖涂层的制备方法，其特征是：所述高铬砖涂层的混合料均匀的喷涂在高铬砖的表面。

5.根据权利要求1所述的高铬砖涂层的制备方法，其特征是：所述的喷涂方法为湿法喷涂、等离子喷涂或者火焰喷涂法。

6.根据权利要求1所述的高铬砖涂层的制备方法，其特征是：所述的高铬砖涂层的厚度为0.03~0.8mm。

7.根据权利要求1所述的高铬砖涂层的制备方法，其特征是：所述的高铬砖本体为氧化铬含量为50~95%的高温烧制的高铬耐火材料。