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不同气氛中高铬材料的抗煤熔渣性研究

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.04.006

采用静态坩埚法,分别在空气、氩气和埋炭3种气氛中对高铬材料进行了抗煤渣试验,采用直接观察、SEM观察、EDS分析等手段,对比分析了煤渣的侵蚀深度和渗透深度.结果表明:1)试验气氛主要影响煤熔渣对高铬砖的侵蚀程度,而对煤熔渣在高铬砖中的渗透程度影响较小;2)在空气气氛中,煤熔渣对高铬砖的侵蚀和渗透程度均比在氩气和埋炭气氛中的小;3)在氩气和埋炭气氛中,溶解在煤熔渣中的Cr2O3被还原成单质Cr并从煤熔渣中析出,使高铬材料中Cr2O3在煤熔渣中的溶解-还原-析出循环不断进行,高铬材料被熔渣严重侵蚀;4)综合比较,在氩气气氛中进行的静态坩埚抗渣试验是实验室评价高铬材料较为理想的抗渣试验方法.

关键词: 抗渣性 , 高铬砖 , 煤熔渣 , 气氛 , 静态坩埚法

水煤浆气化炉煤渣对高铬砖侵蚀的热力学模拟

赵世贤 , 蔡斌利 , 孙红刚 , 李鹏涛 , 闫双志 , 石干 , 王刚

耐火材料 doi:10.3969 /j.issn.1001 -1935.2015.01.003

为了研究水煤浆气化炉工作过程中煤渣对高铬砖的侵蚀机制，对不同性质气化炉渣对高铬砖的侵蚀进行了热力学模拟计算。结果表明，酸性渣和碱性渣对高铬砖具有不同的侵蚀机制：酸性渣与高铬砖作用生成FeCr2 O4相，且酸性渣不溶解砖中的 Al2 O3；碱性渣与高铬砖作用后同时生成 FeCr2 O4和 MgCr2 O4相，碱性渣能够溶解高铬砖中的部分 Al2 O3，可能增加碱性渣对高铬砖的渗入深度。同时，对在酸性渣中使用后的气化炉用高铬残砖进行了显微结构和相分析，证明与热力学模拟计算结果相吻合，说明热力学模拟计算能够对气化炉渣与耐火材料的相互作用机制、化学反应、复杂的物相形成进行评价和预测。

关键词: 热力学模拟 , 气化炉 , 煤渣 , 高铬砖 , 侵蚀机制

助熔剂CaO对高铬砖抗渗透性能的影响

闫双志 , 孙红刚 , 王金相 , 范志辉

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.109

在水煤浆气化炉煤渣中加入助熔剂CaO,采用半球点法和吊丝法测量煤渣灰熔点和高温粘度；在高铬坩埚中加入等量的CaO的含量分别为26.5％,28.5％,30.5％,32.5％,33.5％,35.5％的煤渣,1600℃×8h空气气氛下静态坩埚法抗渣实验,研究煤渣对坩埚的侵蚀.结果表明,渣中CaO含量越多,煤渣灰熔点和高温粘度越低；当渣中CaO含量低于32.5％时,坩埚表面均有挂渣层；CaO含量越多,渗透越深,渗透最深为12mm;当渣中CaO含量超过32.5％时,坩埚表面无挂渣层,渗透深度达到15mm,SEM分析,高铬砖结构被破坏,铝铬固溶体孤立地存在,周围布满大气孔,大大降低了高铬砖的抗渗透性和抗冲刷性,对高铬砖产生了致命的破坏作用.

关键词: 高铬砖 , 助熔剂

还原气氛对高铬砖性能的影响

尹洪基 , 耿可明 , 石鹏坤 , 王金相

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.02.011

为了有效提高高铬砖的常温物理性能和抗侵蚀性能,延长其在水煤浆加压气化炉中的使用寿命,在埋炭条件下,分别于1 350、1 450和1 550 ℃烧成高铬砖,并与1 700 ℃空气中烧成试样对比,研究了烧成气氛 (埋炭和空气气氛)对高铬砖体积密度、显气孔率、常温耐压强度和抗熔渣渗透性能的影响.结果表明:随着温度升高,高铬砖的显气孔率下降、体积密度增加,而1 450 ℃埋炭烧成高铬砖的常温耐压强度最高,达到214 MPa;埋炭能显著降低高铬砖的烧成温度和改善其显微结构;1 450 ℃埋炭烧成高铬砖的抗熔渣渗透能力优于1 700 ℃空气中烧成试样的.

关键词: 还原气氛 , 高铬砖 , 显微结构 , 抗渗透性能

气化炉用后高铬砖的渣蚀机理

徐延庆 , 耿可明 , 王金相 , 阮波 , 陈人品

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.03.004

采用扫描电镜和XRD等分析方法,对石油焦气化炉和水煤浆气化炉用后高铬砖及渣蚀试验砖的显微结构进行了观察与分析.根据高铬砖显微结构变化,研究了在不同气化炉内高铬砖受熔渣侵蚀损毁的机理.结果表明:石油焦气化炉用高铬砖中的Cr2O3与熔渣中的V2O5接触反应,在低温下形成液相而被熔蚀,是其蚀损的主要原因;水煤浆气化炉用高铬砖蚀损的主要原因是Cr2O3在熔渣里的溶解和ZrO2的熔蚀;LIRR-HK95砖由于成分和结构的优化,抗石油焦渣侵蚀性能好.

关键词: 高铬砖 , 气化炉 , 显微结构 , 熔蚀

不同种类煤渣与高铬材料的反应

方旭 , 王晓 , 王晗 , 李坚强

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.05.006

对国内多家水煤浆气化炉用后煤渣的化学分析结果表明，它们是以SiO2为主成分的酸性煤渣；根据煤渣中CaO和FeOn含量的不同，可将这些煤渣分为高硅渣、高钙渣和高铁渣三类。对三类煤渣熔融特性温度（包括软化温度、半球温度和流动温度）的测试结果表明，高硅渣的熔融特性温度最高，其次是高铁渣，高钙渣的最低。以这三类煤渣对高铬砖进行的抗渣侵蚀试验（坩埚法）表明：高钙渣的渗透深度最深，其次为高铁渣，而高硅渣渗透的深度最浅；高钙渣侵蚀后，试样基质结构被破坏，颗粒呈孤立分布；高铁渣侵蚀后，在表面形成了一层致密层；高硅渣侵蚀后，试样的连续结构也遭到一定程度的破坏。

关键词: 水煤浆加压气化炉 , 煤渣 , 高铬砖 , 渗透 , 侵蚀

磷酸二氢铝对高铬耐火泥浆性能的影响

孙红刚 , 耿可明 , 刘运政 , 郭腾飞 , 张亚栋

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.05.013

选用工业级电熔氧化铬粉、氧化铬绿以及α-Al2O3细粉等为原料,以磷酸二氢铝(w(P2O5)≥65%,w(Al2O3)≥17%)作为高铬泥浆的结合剂,研究了磷酸二氢铝加入量对不同系列(电熔氧化铬粉和氧化铬绿的加入量不同)泥浆加水量、粘结时间和粘结强度的影响,并对磷酸二氢铝的作用机理进行了分析.结果表明,随着磷酸二氢铝加入量的增大,泥浆的加水量降低,粘结时间延长,粘结强度提高.

关键词: 磷酸二氢铝 , 高铬泥浆 , 高铬砖 , 水煤浆气化炉

水煤浆加压气化炉用高铬耐火材料的显微结构及损毁机理

齐晓青 , 李宏 , 王玉范

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2002.05.003

采用扫描电镜和能谱分析方法,分析了水煤浆加压气化炉用高铬砖渣蚀前后的显微结构和相组成,探讨了主要损毁机理.结果表明:煤熔渣与砖反应和渗透引起砖组成的改变,从而导致砖的结构剥落和强度弱化是砖损毁的主要原因;LIRR-HK90砖的显微结构呈网络状镶嵌结构,直接结合程度高,与渣反应可生成(Mg,Fe)(Al,Cr,Fe)2O4复合尖晶石致密带,阻止了渣的进一步渗透,减缓渣蚀速度和结构剥落,其使用效果优于进口的同类产品.

关键词: 气化炉 , 高铬砖 , 显微结构 , 损毁机理

埋炭气氛对高铬材料烧结及抗侵蚀性的影响

方旭 , 王刚 , 孙红刚 , 闫双志

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.013

以电熔氧化铬颗粒和细粉、α-Al2O3微粉、 ZrO2微粉为原料,以磷酸二氢铝为结合剂,压制成型的试样在1 400、1 450、1 500、1 550和1 600 ℃,保温5 h条件下埋199石墨烧成,并进行性能测试,采用扫描电镜观察分析试样的裂纹、渗透层的形貌,并进行了XRD分析,判断埋炭气氛下烧成温度对高铬材料性能的影响程度.结果表明:埋炭气氛可以促进高铬材料的烧结,试样在1 500～1 550 ℃温度范围内可以烧结致密,且试样表层会生成反应层,但抗侵蚀试验后表面没有挂渣层,使试样的抗熔渣渗透性显著降低.

关键词: 高铬砖 , 埋炭 , 反应层 , 抗渗透性

侵蚀温度和煤渣脱碳对高铬材料抗侵蚀性的影响

鲁志强 , 王战民 , 耿可明 , 孙红刚 , 赵世贤 , 方旭

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2017.01.002

为了研究侵蚀温度和煤渣脱碳对水煤浆气化炉用高铬材料抗侵蚀性的影响,取含碳和脱碳两种煤渣,采用静态坩埚法,在埋炭气氛中分别于1 450和1 600℃保温5h对高铬材料进行侵蚀试验,检测试验后高铬材料的侵蚀渗透深度、脱锆层厚度,以及原砖层的气孔率和孔径分布情况,并分析了试验条件下熔渣系统的氧势.结果表明:1)随着侵蚀温度的升高,侵蚀后坩埚渣-埚界面坩埚侧表面的尖晶石层变薄,坩埚原砖层中气孔增多,孔径增大,抗煤渣侵蚀性下降.2)含碳煤渣对高铬材料的侵蚀较强,侵蚀后残渣中有金属相;脱碳煤渣对高铬材料的侵蚀较弱,侵蚀后残渣中没有出现金属相.3)经热力学分析,当采用脱碳煤渣时,试验过程中熔渣内部的氧势在10-9.25 MPa以上;当采用含碳煤渣时,熔渣内部的氧势为10-13～10-15 MPa.

关键词: 高铬砖 , 抗煤渣侵蚀性 , 埋炭气氛 , 含碳煤渣 , 脱碳煤渣 , 水煤浆气化炉

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