CN109970437A - 一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法 - Google Patents

一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种危废焚烧炉用Al2O3‑Cr2O3‑ZrO2砖及其制备方法。其技术方案是：以60～75wt％的板状刚玉颗粒或铬刚玉颗粒为骨料，以3～8wt％的单斜氧化锆微粉或锆英砂微粉、5～12wt％的氧化铬绿微粉或氧化铝微粉、10～15wt％的板状刚玉细粉和5～15wt％的煅烧氧化铝细粉为基质，以骨料与基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。先将基质与糊精混匀，得预混细粉料；再将骨料和磷酸二氢铝溶液混匀，得预混骨料。将预混细粉料加入预混骨料中，混匀，压制成坯，干燥；在1450～1750℃保温2～8h，即得危废焚烧炉用Al2O3‑Cr2O3‑ZrO2砖。本发明所制制品具有强度高、热震稳定性好、抗渣侵蚀性和渗透性优良和使用寿命长的特点。

Description

一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法
技术领域
本发明属于危废焚烧炉用耐火材料技术领域，具体涉及一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
背景技术
危废(危险废物)焚烧技术能够最大限度实现危废的减量化、无害化和资源化，是危废处置的最有效手段之一。危废焚烧炉作为危险废物焚烧处理过程中的关键设备，其内衬用耐火材料的寿命直接决定了焚烧炉的处理效率、经济成本和安全运行。由于危废来源广、种类繁多和成分复杂，危废焚烧炉内衬耐火材料的工作环境相当苛刻。例如，危废焚烧炉内衬耐火材料不仅承受含Na2O、K2O和CaO等碱性金属氧化物熔渣的侵蚀渗透，而且要承受HCl和SO2等挥发分的侵蚀和冲刷。此外，危废焚烧炉内衬耐火材料的内部热应力也会加速内衬材料的损毁。因此，危废焚烧炉内衬耐火材料不仅需具有优良的抗渣侵蚀性和渗透性，还需具备良好的力学性能和热震稳定性。高铝砖和刚玉-莫来石砖被广泛应用于危废焚烧炉内衬材料。但存在抗渣侵蚀性和渗透性差的缺陷，导致使用寿命一般不超过3个月。当环境温度高于1100℃时，Na2O·11Al2O3的形成导致高铝砖过度膨胀(Jacobson N S,Lee K N,Yoshio T.Corrosion of Mullite by Molten Salts[J].Journal of the AmericanCeramic Society,1996,79(8):2161-2167)；在刚玉-莫来石砖中，液相Na2Si2O5的形成导致材料熔化和蠕变，膨胀相NaAlSiO4和Na8Al6Si6O28S的形成导致材料的突然破裂(VillalbaWeinberg A,Varona C,Chaucherie X,et al.Corrosion of Al2O3-SiO2refractories bysodium and sulfur vapors:A case study on hazardous waste incinerators[J].Ceramics International,2017,43(7):5743-5750)。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的在于提供一种强度高、热震稳定性好、抗渣侵蚀性良好、抗渗透性优异和使用寿命长的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以60～75wt％的板状刚玉颗粒为骨料，以10～15wt％的板状刚玉细粉、3～8wt％的单斜氧化锆微粉或锆英砂微粉、5～15wt％的煅烧氧化铝细粉和5～12wt％的氧化铬绿微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
或以60～75wt％的铬刚玉颗粒为骨料，以10～15wt％的板状刚玉细粉、3～8wt％的单斜氧化锆微粉或锆英砂微粉、5～15wt％的煅烧氧化铝细粉和5～12wt％的氧化铝微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1450～1750℃条件下保温2～8h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
所述板状刚玉骨料的Al2O3含量>99wt％；所述板状刚玉骨料的颗粒级配是：粒度小于5mm且大于等于3mm为15～25wt％，粒度小于3mm且大于等于1mm为40～55wt％，粒度小于1mm为30～40wt％。
所述铬刚玉骨料的Cr2O3含量为85～90wt％，Al2O3含量为10～15wt％；所述铬刚玉骨料的颗粒级配是：粒度小于5mm且大于等于3mm为15～25wt％，粒度小于3mm且大于等于1mm为40～55wt％，粒度小于1mm为30～40wt％。
所述板状刚玉细粉的Al2O3含量>99wt％；所述板状刚玉细粉的粒度<45μm。
所述煅烧氧化铝细粉的Al2O3含量>99wt％；所述煅烧氧化铝细粉的粒度<45μm。
所述单斜氧化锆微粉的ZrO2含量>99wt％；所述单斜氧化锆微粉的粒度<5μm。
所述锆英砂微粉的ZrO2含量>55wt％，SiO2含量<35％；所述锆英砂微粉的粒度<5μm。
所述氧化铬绿微粉的Cr2O3含量>99wt％；所述氧化铬绿微粉的粒度<5μm。
所述氧化铝微粉的Al2O3含量>99wt％，所述氧化铝微粉的粒度<5μm。
所述压制成坯是在120～160MPa条件下机压成型。
所述干燥的温度为110～200℃，时间为24～48h小时。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明采用的Cr2O3为5～12wt％，Cr2O3具有良好的抗渣侵蚀性能，在熔渣中不仅溶解度低且难以被熔渣润湿，既能有效地阻止熔渣侵蚀，又能抑制熔渣沿气孔渗透到危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的内部；少量的Cr2O3溶解于渣中能提高熔渣粘度，抑制熔渣的进一步渗透，能显著提高制品的抗渣侵蚀性和抗渗透性。本发明原料中的Al2O3含量在75wt％以上，在烧成过程中，Al2O3与Cr2O3反应将在Al2O3颗粒周围形成(Al2O3·Cr2O3)固溶体，提高了颗粒与基质的结合强度。固溶体低的热膨胀系数有利于提高危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖高的热震稳定性。
本发明利用ZrO2的马氏体相变产生微裂纹来抵抗热应力的冲击，能有效阻止内部裂纹的扩展，提高危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的热震稳定性。
本发明以氧化铝为主体，引入Cr2O3和ZrO2成分，显著提高了危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2的热震稳定性、抗侵蚀性和渗透性，使用寿命最长达到36个月。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为10～25％，体积密度为3.10～3.50g/cm3，常温耐压强度为150～240MPa，平均孔径为1.0～10.0μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度分别仅为0.2～3.0mm和2.0～10.0mm。
因此，本发明所制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖具有强度高、热震稳定性好、抗渣侵蚀性和渗透性优良和使用寿命长的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式中所涉及的骨料、基质和其他技术参数统一描述如下，具体实施例中不再赘述：
所述板状刚玉骨料的Al2O3含量>99wt％；所述板状刚玉骨料的颗粒级配是：粒度小于5mm且大于等于3mm为15～25wt％，粒度小于3mm且大于等于1mm为40～55wt％，粒度小于1mm为30～40wt％。
所述铬刚玉骨料的Cr2O3含量为85～90wt％，Al2O3含量为10～15wt％；所述铬刚玉骨料的颗粒级配是：粒度小于5mm且大于等于3mm为15～25wt％，粒度小于3mm且大于等于1mm为40～55wt％，粒度小于1mm为30～40wt％。
所述板状刚玉细粉的Al2O3含量>99wt％；所述板状刚玉细粉的粒度<45μm。
所述煅烧氧化铝细粉的Al2O3含量>99wt％；所述煅烧氧化铝细粉的粒度<45μm。
所述单斜氧化锆微粉的ZrO2含量>99wt％；所述单斜氧化锆微粉的粒度<5μm。
所述锆英砂微粉的ZrO2含量>55wt％，SiO2含量<35％；所述锆英砂微粉的粒度<5μm。
所述氧化铬绿微粉的Cr2O3含量>99wt％；所述氧化铬绿微粉的粒度<5μm。
所述氧化铝微粉的Al2O3含量>99wt％，所述氧化铝微粉的粒度<5μm。
所述压制成坯是在120～160MPa条件下机压成型。
所述干燥的温度为110～200℃，时间为24～48h小时。
实施例1
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以70～75wt％的板状刚玉颗粒为骨料，以12～15wt％的板状刚玉细粉、3～5wt％的锆英砂微粉、5～9wt％的煅烧氧化铝细粉和5～8wt％的氧化铬绿微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1450～1550℃条件下保温6～8h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为12～17％，体积密度为3.25～3.40g/cm3，常温耐压强度为160～200MPa，平均孔径为2.0～4.0μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度分别仅为0.8～1.6mm和3.0-7.0mm。
实施例2
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以65～70wt％的板状刚玉颗粒为骨料，以11～13wt％的板状刚玉细粉、4～6wt％的锆英砂微粉、8～12wt％的煅烧氧化铝细粉和7～10wt％的氧化铬绿微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1550～1650℃条件下保温4～6h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为11～15％，体积密度为3.30～3.45g/cm3，常温耐压强度为180～220MPa，平均孔径为1.5～3.5μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度分别仅为0.5～1.3mm和2.5～6.5mm。
实施例3：
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以60～65wt％的板状刚玉颗粒为骨料，以10～12wt％的板状刚玉细粉、5～8wt％的锆英砂微粉、11～15wt％的煅烧氧化铝细粉和9～12wt％的氧化铬绿微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1650～1750℃条件下保温2～4h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为10～14％，体积密度为3.35～3.50g/cm3，常温耐压强度为200～240MPa，平均孔径为1.0～3.0μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度分别仅为0.2～1.0mm和2.0～6.0mm。
实施例4
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
以70～75wt％的板状刚玉颗粒为骨料，以12～15wt％的板状刚玉细粉、3～5wt％的单斜氧化锆微粉、5～9wt％的煅烧氧化铝细粉和5～8wt％的氧化铬绿微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1450～1550℃条件下保温6～8h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为16～21％，体积密度为3.20～3.40g/cm3，常温耐压强度为160～195MPa，平均孔径为5.5～7.5μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度分别仅为1.2～3.0mm和4.5-8.5mm。
实施例5
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以65～70wt％的板状刚玉颗粒为骨料，以11～13wt％的板状刚玉细粉、4～6wt％的单斜氧化锆微粉、8～12wt％的煅烧氧化铝细粉和7～10wt％的氧化铬绿微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1550～1650℃条件下保温4～6h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为14～19％，体积密度为3.25～3.45g/cm3，常温耐压强度为170～205MPa，平均孔径为4.5～6.5μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度分别仅为0.9～2.7mm和3.5～7.0mm。
实施例6
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以60～65wt％的板状刚玉颗粒为骨料，以10～12wt％的板状刚玉细粉、5～8wt％的单斜氧化锆微粉、11～15wt％的煅烧氧化铝细粉和9～12wt％的氧化铬绿微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1650～1750℃条件下保温2～4h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为12～17％，体积密度为3.30～3.50g/cm3，常温耐压强度为180～215MPa，平均孔径为3.5～5.5μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度分别仅为0.6～2.5mm和2.5～6.5mm。
实施例7
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以70～75wt％的铬刚玉颗粒为骨料，以12～15wt％的板状刚玉细粉、3～5wt％的锆英砂微粉、5～9wt％的煅烧氧化铝细粉和5～10wt％的氧化铝微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1450～1550℃条件下保温6～8h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为18～24％；体积密度为3.27～3.35g/cm3；常温耐压强度为165～195MPa；平均孔径为4.0～6.5μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度依次为1.8～2.5mm和5.5～8.0mm。
实施例8
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以65～70wt％的铬刚玉颗粒为骨料，以11～13wt％的板状刚玉细粉、4～6wt％的锆英砂微粉、8～12wt％的煅烧氧化铝细粉和6～11wt％的氧化铝微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1550～1650℃条件下保温4～6h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为16～22％；体积密度为3.32～3.40g/cm3；常温耐压强度为175～205MPa；平均孔径为3.0～5.5μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度依次为1.4～2.0mm和4.5～7.0mm。
实施例9
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以60～65wt％的铬刚玉颗粒为骨料，以10～12wt％的板状刚玉细粉、5～8wt％的锆英砂微粉、11～15wt％的煅烧氧化铝细粉和7～12wt％的氧化铝微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1650～1750℃条件下保温2～4h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为14～20％；体积密度为3.37～3.45g/cm3；常温耐压强度为185～215MPa；平均孔径为2.0～4.5μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度依次为1.0～1.8mm和4.0～6.5mm。
实施例10
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以70～75wt％的铬刚玉颗粒为骨料，以12～15wt％的板状刚玉细粉、3～5wt％的单斜氧化锆微粉、5～9wt％的煅烧氧化铝细粉和5～10wt％的氧化铝微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1450～1550℃条件下保温6～8h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为20～25％；体积密度为3.10～3.20g/cm3；常温耐压强度为150～180MPa；平均孔径为7.0～10.0μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度依次为2.5～3.0mm和6.0～10.0mm。
实施例11
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以65～70wt％的铬刚玉颗粒为骨料，以11～13wt％的板状刚玉细粉、4～6wt％的单斜氧化锆微粉、8～12wt％的煅烧氧化铝细粉和6～11wt％的氧化铝微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1550～1650℃条件下保温4～6h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为18～23％；体积密度为3.15～3.25g/cm3；常温耐压强度为160～190MPa；平均孔径为5.0～8.0μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度依次为2.0～2.7mm和5.5～9.0mm。
实施例12
一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖及其制备方法。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以60～65wt％的铬刚玉颗粒为骨料，以10～12wt％的板状刚玉细粉、5～8wt％的单斜氧化锆微粉、11～15wt％的煅烧氧化铝细粉和7～12wt％的氧化铝微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂。
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：
按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料。将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀，压制成坯，干燥。然后在1650～1750℃条件下保温2～4h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
本发明制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为160～21％；体积密度为3.20～3.30g/cm3；常温耐压强度为170～200MPa；平均孔径为3.0～6.0μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度依次为1.5～2.4mm和5.0～8.0mm。
本具体实施方式采用的Cr2O3为5～12wt％，Cr2O3具有良好的抗渣侵蚀性能，在熔渣中不仅溶解度低且难以被熔渣润湿，既能有效地阻止熔渣侵蚀，又能抑制熔渣沿气孔渗透到危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的内部；少量的Cr2O3溶解于渣中能提高熔渣粘度，抑制熔渣的进一步渗透，能显著提高制品的抗渣侵蚀性和抗渗透性。本具体实施方式原料中的Al2O3含量在75wt％以上，在烧成过程中，Al2O3与Cr2O3反应将在Al2O3颗粒周围形成(Al2O3·Cr2O3)固溶体，提高了颗粒与基质的结合强度。固溶体低的热膨胀系数有利于提高危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖高的热震稳定性。
本具体实施方式利用ZrO2的马氏体相变产生微裂纹来抵抗热应力的冲击，能有效阻止内部裂纹的扩展，提高危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的热震稳定性。
本具体实施方式以氧化铝为主体，引入Cr2O3和ZrO2成分，显著提高了危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2的热震稳定性、抗侵蚀性和渗透性，使用寿命最长达到36个月。
本具体实施方式制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖经检测：显气孔率为10～25％，体积密度为3.10～3.50g/cm3，常温耐压强度为150～240MPa，平均孔径为1.0～10.0μm；在1600℃和空气气氛条件下保温3h，各种危废焚烧炉渣对危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的平均侵蚀深度和渗透深度分别仅为0.2～3.0mm和2.0～10.0mm。
因此，本具体实施方式所制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖具有强度高、热震稳定性好、抗渣侵蚀性和渗透性优良和使用寿命长的特点。

Claims (10)

1.一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法，其特征在于所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的化学成分及其含量是：
以60～75wt％的板状刚玉颗粒为骨料，以10～15wt％的板状刚玉细粉、3～8wt％的单斜氧化锆微粉或锆英砂微粉、5～15wt％的煅烧氧化铝细粉和5～12wt％的氧化铬绿微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂；
或以60～75wt％的铬刚玉颗粒为骨料，以10～15wt％的板状刚玉细粉、3～8wt％的单斜氧化锆微粉或锆英砂微粉、5～15wt％的煅烧氧化铝细粉和5～12wt％的氧化铝微粉为基质，以所述骨料与所述基质之和0.5～3wt％的糊精和3～6wt％的磷酸二氢铝溶液为结合剂；
所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法是：按所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的成分及其含量，先将所述基质与所述糊精混合均匀，得到预混细粉料；再将所述骨料和所述磷酸二氢铝溶液混合均匀，得到预混骨料；将所述预混细粉料加入所述预混骨料中，混合均匀；压制成坯，干燥；然后在1450～1750℃条件下保温2～8h，即得危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖；
所述板状刚玉骨料的Al2O3含量>99wt％；所述板状刚玉骨料的颗粒级配是：粒度小于5mm且大于等于3mm为15～25wt％，粒度小于3mm且大于等于1mm为40～55wt％，粒度小于1mm为30～40wt％；
所述铬刚玉骨料的Cr2O3含量为85～90wt％，Al2O3含量为10～15wt％；所述铬刚玉骨料的颗粒级配是：粒度小于5mm且大于等于3mm为15～25wt％，粒度小于3mm且大于等于1mm为40～55wt％，粒度小于1mm为30～40wt％。
2.根据权利要求1所述的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法，其特征在于所述板状刚玉细粉的Al2O3含量>99wt％；所述板状刚玉细粉的粒度<45μm。
3.根据权利要求1所述的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法，其特征在于所述煅烧氧化铝细粉的Al2O3含量>99wt％；所述煅烧氧化铝细粉的粒度<45μm。
4.根据权利要求1所述的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法，其特征在于所述单斜氧化锆微粉的ZrO2含量>99wt％；所述单斜氧化锆微粉的粒度<5μm。
5.根据权利要求1所述的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法，其特征在于所述锆英砂微粉的ZrO2含量>55wt％，SiO2含量<35％；所述锆英砂微粉的粒度<5μm。
6.根据权利要求1所述的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法，其特征在于所述氧化铬绿微粉的Cr2O3含量>99wt％；所述氧化铬绿微粉的粒度<5μm。
7.根据权利要求1所述的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法，其特征在于所述氧化铝微粉的Al2O3含量>99wt％，所述氧化铝微粉的粒度<5μm。
8.根据权利要求1所述的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法，其特征在于所述压制成坯是在120～160MPa条件下机压成型。
9.根据权利要求1所述的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法，其特征在于所述干燥的温度为110～200℃，时间为24～48h小时。
10.一种危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖，其特征在于所述危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖是根据权利要求1～9项中任一项所述的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的制备方法所制备的危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖。
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