編號：CYYJ03136
篇名：碳化硅-六鋁酸鈣復(fù)合材料的抗渣機(jī)制:煤氣化用無鉻耐火材料新探索
作者：孫紅剛 司瑤晨 夏淼 李紅霞 趙世賢 杜一昊 尚心蓮
關(guān)鍵詞： 煤氣化 無鉻耐火材料 六鋁酸鈣 抗渣試驗(yàn) 碳化硅復(fù)合耐火材料
機(jī)構(gòu)： 北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院有限公司先進(jìn)耐火材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 高鉻耐火材料具有優(yōu)異的抗侵蝕性,雖存在鉻危害,但長期以來作為水煤漿氣化爐爐襯仍無可取代。為探索煤氣化用耐火材料的無鉻化,本研究采用碳化硅顆粒和六鋁酸鈣細(xì)粉為主要原料,經(jīng)混料、壓制成坯、高溫?zé)芍苽淞颂蓟?六鋁酸鈣復(fù)合耐火材料(SiC-CA6,SCA),以氣化爐煤灰渣為試驗(yàn)渣,分別采用靜態(tài)坩堝法和回轉(zhuǎn)抗渣法于1500℃下進(jìn)行抗渣試驗(yàn),并與高鉻材料進(jìn)行平行對比,測量試樣的侵蝕厚度、滲透厚度,觀察裂紋,采用SEM、EDS、XRD等分析了抗渣試驗(yàn)前后耐火材料及渣的化學(xué)成分、相組成、微觀結(jié)構(gòu)等變化,以探究SCA的抗煤渣侵蝕機(jī)理。結(jié)果表明,SCA具有比高鉻材料更優(yōu)的抗渣滲透性和抗熱震性,熔渣僅在SCA材料表面發(fā)生侵蝕反應(yīng),抗渣試驗(yàn)后試樣內(nèi)部無熔渣和裂紋。SCA的抗渣機(jī)制為:耐火材料中的SiC、六鋁酸鈣與熔渣在界面處反應(yīng)形成了高黏度的Al2O3-SiO2-CaO玻璃相,封堵了表面氣孔,并在耐火材料表面形成了結(jié)構(gòu)致密的保護(hù)膜,阻止了熔渣向材料內(nèi)部的滲透;該玻璃相與熔渣成分相近,向渣中擴(kuò)散溶解緩慢,具有耐侵蝕性。SCA綜合性能優(yōu)異,具有應(yīng)用于水煤漿氣化爐的潛力。
