CN1458124A - 纯氧二段炉用耐火材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐火材料，尤其是一种适用于纯氧二段炉用耐火浇注料，其组成为50－80％的板状刚玉，8－30％的低钙水泥，8－35％的α氧化铝超微粉，外加0.1－0.5％镧系烯土氧化物。本发明耐火材料充分协调了各耐火原料的综合性能，及相互间产生互补促进作用，因此组成的耐火浇注料，具有耐温高，强度高，重烧线变化小，长期使用不易出现裂纹、塌陷，综合性能优良，完全能满足纯氧二段炉苛刻使用要求，使用寿命大大延长，使用寿命可较普通纯铝酸钙水泥、电熔刚玉组成的浇注料提高2－10倍，在正常操作温度和非正常超温环境中都能使用，确保安全生产。

Description

纯氧二段炉用耐火材料

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤其是一种适用于纯氧二段炉用耐火浇注料。

背景技术

耐火浇注料，虽已得到广泛应用，然而不同的应用场合对耐火浇注料的要求是不同的，因此其组份也当然不同。例如石化、煤化等行业的纯氧二段炉，由于采用纯氧作助燃剂，特定的燃烧环境，使得炉膛温度较其它工业炉要高的多，炉内正常温度达1550℃以上，尤其是当纯氧调整略有偏差时，炉温便会迅速上升，高达1600-1700℃，压力达22MPa，而且呈强氧化气氛，因此要求耐火材料铝含量要高，耐压强度要大，如大于60Mpa，抗热震性要好，高温线变化小，并且为防止发生硅迁移，还要求耐火材料呈低硅。如此苛刻使用环境，通常电熔刚玉、氧化铝粉、铝酸钙水泥组成的浇注料，难以同时满足上述要求，因此使用寿命较短，一般仅3-6个月。中国专利97118978公开的由高铝骨料、高铝细粉、粘土、碳化硅和刚玉粉，矾土水泥或磷酸铝水泥组成的耐火浇注料，虽称具有较高的强度(抗压1400℃≥42MPa，抗折1400℃≥7.6MPa)、耐火度(1890-1960℃)、荷重软化点(1460-1500℃)和长期使用温度(1300-1520℃)。但因原料中含有较多杂质，导致抗氧化性不够，不适合强氧化性环境中使用，以及水泥中含有较多钙，与物料中铝反应会生成低熔黄长石，所以长期使用温度及耐压强度都达不到要求，也不适用于纯氧二段炉使用。减少水泥用量，虽会降低钙含量，但水泥量减少，又会导致强度降低。中国专利91108164公开的耐高温耐磨衬里浇注料，由70-85份刚玉，7-20份α氧化铝，3-10份电熔超高铝水泥，及二氧化硅微粉组成。因主料采用呈针状晶形结构的普通刚玉，热震性能欠佳，而且因含有二氧化硅，在纯氧二段炉中使用会导致硅偏析，造成管道堵塞，同样不适用于纯氧二段炉使用。因此到目前为止仍缺乏能满足纯氧二段炉使用，且寿命长，安全性好的耐火材料。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种长期使用温度高，抗氧化能力强，抗热震性能好，使用寿命长，尤其适合于纯氧二段炉用耐火材料。

本发明纯氧二段炉用耐火材料，其特征在于组成为50-80％(重量，以下同)的板状刚玉，8-30％的低钙水泥，8-35％的α氧化铝超微粉，外加0.1-0.5％镧系烯土氧化物。

本发明由于主料采用呈椭圆晶形的板状刚玉，不仅具有更高纯度和致密的体积密度，可提高耐火度和强度，尤其是在温度急变情况下较普通电熔刚玉具有更好的耐开裂性，减少了在温度急变情况下产生微裂纹，从而使浇注料具有更好的抗热震性。

本发明低钙水泥，由于水泥中钙含量较低(钙含量小于10％)，可以有效避免在高温时水泥中的钙与铝反应生成黄长石低熔物，大大减少了浇注料中黄长石的生成比例，从而显著提高了浇注料的使用温度。同时低钙水泥，铝含量较高，对耐火材料的抗氧化性也是有利的。本发明低钙水泥，尤其采用电熔烧制低钙水泥，具有更高的耐火度和氧化铝含量，可以显著提高耐火浇注料的耐高温特性和抗氧化性。

本发明超微粉(小于0.5μ)，主要用于填充浇注料颗粒间孔隙，减小气孔率，提高烧结后致密度，从而提高耐压强度，耐火材料高温特性好。同时超微粉还有助于在使用中因加温首先融熔形成与颗粒的结合，以获得早期强度。为符合纯氧二段炉耐火材料低硅、高铝要求，所以本发明选用铝微粉，尤其是经高温煅烧基本无收缩的α氧化铝微粉，这样可使得浇注料在高温中减少了重烧线变化，整体基本不收缩，不会产生裂纹，因而显著提高了浇注料的耐压强度，耐压强度可≥70MPa，避免了因高温收缩出现微裂纹而剥落现象。同时氧化铝微粉还有助于提高耐火材料的铝含量，对提高抗氧化也是有利的。

本发明外加微量镧系烯土氧化物，可以在中温下活化浇注料中氧化铝晶格，使浇注料在中温时能逐步形成晶格，并使浇注料主要以固熔烧结为主，从而显著提高了浇注料的中温强度和抗剥落性，因而具有长的使用寿命，克服了通常浇注料在烧结过程中产生液相低熔物，影响中温强度，导致剥落，影响使用寿命的不足。本发明镧系烯土氧化物，尤以氧化镧、氧化钇效果最好。

本发明浇注料的颗粒结构与通常浇注料相仿，无大的特别之处。

本发明更好采用60-70％的板状刚玉，12-25％的低钙水泥，15-25％的α氧化铝超微粉。

本发明纯氧二段炉用耐火材料，由于采用上述组合，充分协调了各耐火原料的综合性能，及相互间产生互补促进作用，因此组成的耐火浇注料，具有耐温高，强度高，重烧线变化小，长期使用不易出现裂纹、塌塌，综合性能优良，完全能满足纯氧二段炉苛刻使用要求，使用寿命大大延长，使用寿命可较普通纯铝酸钙水泥、电熔刚玉组成的浇注料提高2-10倍，在正常操作温度和非正常超温环境中都能使用，确保安全生产。当然本发明耐火浇注料更能适应其他要求低于纯氧二段炉环境使用。具体性能见附表。

以下结合几个具体实施方式，进一步说明本发明。

具体实施方式

实施例1：本发明浇注料由17份(重量)电熔PA-80水泥，70份5-1mm板状刚玉，13份α氧化铝超微粉，外加0.2份氧化镧组成。

实施例2：浇注料由25份(重量)电熔PA-80水泥，55份5-1mm板状刚玉，20份α氧化铝超微粉，外加0.2份氧化钇组成。

实施例3：浇注料由10份(重量)法国LAFARGE电熔SECAR80水泥，65份5-1mm板状刚玉，25份α氧化铝超微粉，外加0.2份氧化镧组成。

        本发明性能特性及与刚玉浇注料对比表

Claims (5)

1、纯氧二段炉用耐火材料，其特征在于组成为50-80％(重量，以下同)的板状刚玉，8-30％的低钙水泥，8-35％的α氧化铝超微粉，外加0.1-0.5％镧系烯土氧化物。

2、根据权利要求1所述纯氧二段炉用耐火材料，其特征在于板状刚玉为60-70％，低钙水泥为12-25％，α氧化铝超微粉为15-25％。

3、根据权利要求1或2所述纯氧二段炉用耐火材料，其特征在于所说低钙水泥为电熔烧制低钙水泥。

4、根据权利要求3所述纯氧二段炉用耐火材料，其特征在于所说电熔低钙水泥为电熔PA-80水泥或法国LAFARGE电熔SECAR80水泥。

5、根据权利要求1或2所述纯氧二段炉用耐火材料，其特征在于所说镧系烯土氧化物为氧化镧、氧化钇。