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氣化爐用高鉻磚的發(fā)展概況

二十世紀(jì)七十年代,對(duì)水煤漿氣化爐用高鉻磚進(jìn)行研究的主要是美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等,并且主要從研究煤熔渣特性開(kāi)始,因?yàn)樗簼{氣化爐的操作溫度通常比煤的灰熔點(diǎn)高50~100℃ ,氣化爐運(yùn)行過(guò)程中大部分爐渣為液態(tài)。
煤熔渣的堿度一般為0.4~1.0。Lim發(fā)現(xiàn),對(duì)于該堿度范圍的煤熔渣,不同氧化物在其中的溶解度,以Cr2O3的溶解量為最少,表明Cr2O3材料對(duì)煤熔渣的抗侵蝕性能比較優(yōu)異。
文獻(xiàn)中報(bào)道了煤灰渣對(duì)不同Cr2O3含量的耐火材料的侵蝕速率。隨著耐火材料中Cr2O3含量的增加,煤灰渣對(duì)耐火材料的侵蝕速率逐漸減小。
Kennedy曾采用鉻鐵礦與燒結(jié)鎂砂為原料制取含Cr2O3耐火材料,但抗渣試驗(yàn)表明,該材料的抗煤灰渣侵蝕性較差,這主要是因?yàn)槠渲兴腇e2O3的體積膨脹效應(yīng)致使耐火材料出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂。
20世紀(jì)80年代初期,奧地利Radex公司首先開(kāi)發(fā)出一種鎂鉻尖晶石磚。與常規(guī)的鎂鉻磚不同,該磚采用高純Cr2O3和高純鎂砂替換鉻礦和燒結(jié)鎂砂。 由于采用了高純?cè)?,該磚的常溫耐壓強(qiáng)度適中,高溫性能優(yōu)良,尤其是高溫壓蠕變率很低;在Texaco工藝示范裝置上試用表明,該磚蝕損率較低,但在使用過(guò)程中還是容易出現(xiàn)因過(guò)度膨脹而開(kāi)裂的現(xiàn)象。
繼鎂鉻尖晶石材料之后,法國(guó)SAVOIE公司相繼開(kāi)發(fā)了 Cr2O3-Al2O3-ZiO2-SiO2和Cr2O3-Al2O3- ZiO2系材料。Cr2O3-Al2Os-ZrO2-SiO2材料因含有相當(dāng)數(shù)量的SiO2,大大弱化了該材料的抗渣侵蝕性。20世紀(jì)80年代后期,開(kāi)始全面推廣應(yīng)用Cr2O3-AI2O3- ZrO2材料,其Cr2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)由80%提高到85% ~ 90% ,主要有CRB-86和CRB-90兩個(gè)牌號(hào)。
在我國(guó),隨著水煤漿加壓氣化技術(shù)的大量引進(jìn),昂貴的進(jìn)口高鉻耐火材料亟需國(guó)產(chǎn)化。因此,我國(guó)在20世紀(jì)90年代初開(kāi)始加大了氣化爐用Cr2O3-Al2O3 -ZrO2材料的研發(fā)力度,并于20世紀(jì)90年代末期獲得成功,實(shí)現(xiàn)了氣化爐用高鉻耐火材料的完全國(guó)產(chǎn)化。目前,國(guó)產(chǎn)高鉻耐火材料的使用壽命達(dá)18000 h 甚至20000 h以上,侵損速率(0.004 mm •h-1)僅是進(jìn)口高鉻耐火材料的1/7,并且價(jià)格只有進(jìn)口產(chǎn)品的—半。

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