经处理的耐火材料及制备方法技术

一种经处理的耐火材料包含具有许多孔的耐火材料，其中耐火材料包括氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化铬、氧化锆、氧化钛、氧化钙、耐火土、碳化硅、钨、富铝红柱石、白云石、菱镁矿、氧化铝镁、铬铁矿、磁铁矿或包含至少一种前述材料的组合；和处于耐火材料的许多孔内的保护性材料，其中保护性材料选自氧化铝、氧化铬、二氧化硅、稀土金属氧化物、稀土金属锆酸盐、氧化钛、富铝红柱石、氧化锆、硅酸锆、氧化钇、氧化镁、氧化铁及其混合物。

【技术实现步骤摘要】
本申请为2007年3月7日提交的合法相关申请美国非临时专利申请11/683， 260 的部分继续申请并要求其权益，所述申请全文通过引用结合到本文中。
技术介绍
在成渣气化炉中，固体原料，如煤或焦炭，在约1300至160(TC部分氧化，产生一氧 化碳、二氧化碳、氢和水的混合物(通常称为"合成气")。煤一般可包含最多约5至25%重 量无机矿物，这些无机矿物结合形成含氧化硅、氧化铝、氧化钙和氧化铁的低粘度熔渣。 气化妒壁衬有耐火材料，所述耐火材料通常由形成砖并且经烧结的氧化铬(0203) 颗粒或&203和氧化铝颗粒的混合物制成。耐火材料具有连通的孔结构，并且有很多孔(例 如，最多20%体积孔隙率)。在炉渣沿着气化炉壁流动时，它会渗入耐火材料的孔中。此渗 入通过颗粒解散、颗粒钻蚀和宏观裂缝的组合导致耐火性下降。 减少液体炉渣渗透的改良处理耐火材料和处理耐火材料的改良方法合乎需要。
技术实现思路
在一个实施方案中，经处理的耐火材料包含具有许多孔的耐火材料，其中耐火材 料包括氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化铬、氧化锆、氧化钛、氧化钙、耐火土、碳化硅、钨、富铝 红柱石、白云石、菱镁矿、氧化铝镁、铬铁矿、磁铁矿或包含至少一种前述材料的组合；和处于耐火材料的许多孔内的保护性材料，其中保护性材料选自氧化铝、氧化铬、二氧化硅、稀 土金属氧化物、稀土金属锆酸盐、氧化钛、富铝红柱石、氧化锆、硅酸锆、氧化钇、氧化镁、氧 化铁及其混合物。 在另一个实施方案中，一种制品包括经处理的耐火材料，并且可以为预成形结构、 整块料(monolith)或其组合。 在另一个实施方案中，一种制备经处理的耐火体的方法包括将保护性材料加到包 含耐火材料的现有耐火体，其中耐火材料包括氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化铬、氧化锆、氧 化钛、氧化f丐、耐火土、碳化硅、鸨、富铝红柱石、白云石、菱镁矿、氧化铝镁、铬铁矿、磁铁矿 或包含至少一种前述材料的组合，并且保护性材料选自氧化铝、氧化铬、二氧化硅、稀土金 属氧化物、稀土金属锆酸盐、氧化钛、富铝红柱石、氧化锆、硅酸锆、氧化钇、氧化镁、氧化铁 及其混合物。 在另一个实施方案中，一种制备耐火材料的方法包括将耐火材料与保护性材料和 /或保护性材料的前体混合，其中耐火材料包括氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化铬、氧化锆、氧 化钛、氧化f丐、耐火土、碳化硅、鸨、富铝红柱石、白云石、菱镁矿、氧化铝镁、铬铁矿、磁铁矿 或包含至少一种前述材料的组合；并且烧结混合物，其中保护性材料的前体材料和/或前 体为单质形式或化合物形式，并包含在耐火材料中不包含的选自硅、稀土元素、锆、钛、钇、 镁、铁及其混合物的元素。 这些不同的实施方案相对廉价，对耐火材料提供保护以免炉渣渗透，并延长耐火 材料的使用期限。附图说明 图1显示实施例1中所述未处理砖和经处理砖的炉渣渗透的XRF Si图。 图2显示实施例1中所述未处理砖和经处理砖的炉渣渗透的XRF Fe图。 图3显示实施例2-5中所述未处理砖和经处理砖的炉渣渗透的XRF Si图。 图4显示实施例6中所述未处理砖和经处理砖的横截面图。具体实施例方式本文描述耐火材料，更具体地讲，描述包含保护性材料的经处理耐火材料，保护性 材料构造成使炉渣渗透减少到最低限度。在一个实施方案中，经处理的耐火体包含具有许 多孔的耐火材料和处于耐火材料的许多孔内的保护性材料。本文所用"耐火材料"一般指 任何用于高温(例如高于50(TC)系统(如成渣气化)的适合材料。示例性耐火材料具有 使它们稳定并且能够作为暴露于高温的系统的结构或元件保持强度的化学和物理特性。因 此，所述耐火材料耐热冲击，在炉渣和工艺环境中化学稳定，耐磨，具有高温强度和适用于 高温系统的导热性以及热膨胀系数。耐火材料还为多孔性，并且具有包含开孔和封闭孔的 连通孔结构。孔可以为约l微米(ym)至约200微米孔径。在一个示例性实施方案中，耐 火材料可包括适用于气化炉衬里的任何类型材料。示例性耐火材料包括但不限于氧化铝、 氧化硅、氧化镁、氧化铬、氧化锆、氧化钛、氧化钙、耐火土、碳化硅、钨、富铝红柱石、白云石、 菱镁矿、尖晶石(氧化铝镁)、铬铁矿、磁铁矿或包含至少一种前述材料的组合。 可使耐火材料形成适用于高温系统(如成渣气化)的结构(即，体)。在一个实施 方案中，耐火体可具有预成形形状。预成形的耐火体为已形成(例如预铸成)所需形状并且 经烧结的耐火材料。示例性耐火预成形件可包括但不限于砖、块、瓦等。在另一个实施方案 中，耐火材料为一种未预成形的松散材料，可使这种材料在用于高温系统前形成复杂形状， 或者布置(例如喷)到所需位置，然后烧结。在另一个实施方案中，耐火材料可原位烧结。 一些未预成形的未烧制耐火材料被称为"整块料"。示例性整块料可包括但不限于可铸料、 可模压料、捣打料(ramming mix)、喷补料(gunning mixes)、灰浆、耐火可塑料、其组合等。 在一个实施方案中，耐火体可形成成渣气化炉的衬里。衬里可由预铸的砖、块或瓦形成，或 者可由耐火整块料形成。在另一个实施方案中，衬里可包括耐火材料的预成形部分和整块 料部分。 通过烧制或热处理所述耐火材料到至少约IOO(TC温度，可烧结耐火材料。在一个 实施方案中，可在约IOO(TC至约180(TC温度烧制耐火材料。可烧制耐火材料适合使材料熔 结的时间，并且可根据多种因素，如材料组成、所需耐火结构、所需用途等。在一个实施方案 中，可烧制耐火材料至少约1小时。在另一个实施方案中，可烧制耐火材料约1小时至约 160小时，具体约1小时至约5小时。耐火材料可在氧化、还原或中性环境烧结。例如，耐火 材料可在空气或在氮或氩环境中烧结。 在一个实施方案中，耐火材料包含氧化铬。在另一个实施方案中，耐火材料包含大 于或等于40%重量氧化铬。在另一个实施方案中，耐火材料包含至少60%重量氧化铬。 在另一个实施方案中，耐火材料包含氧化铬和氧化铝。耐火材料可包含基于耐火 材料重量约40%重量至约95%重量氧化铬和约5%重量至约60%重量氧化铝。在一个实施方案中，耐火材料包含基于耐火材料重量约60%重量至约95%重量氧化铬和约5%重量 至约40%重量氧化铝。 在另一个实施方案中，耐火材料包含氧化铬、氧化铝和氧化锆。耐火材料可包含 基于耐火材料重量约40%重量至约90%重量氧化铬、约5%重量至约10%重量氧化锆和 约5%重量至约55%重量氧化铝。在一个实施方案中，耐火材料包含基于耐火材料重量约 60%重量至约90%重量氧化铬、约5%重量至约10%重量氧化锆和约5%重量至约35%重 量氧化铝。 在另一个实施方案中，耐火材料包含氧化铬和氧化镁。耐火材料可包含基于耐火 材料重量约40%重量至约90%重量氧化铬、约5%重量至约60%重量氧化镁和/或约5% 重量至约40%重量氧化铝。在另一个实施方案中，耐火材料为包含基于耐火材料重量约 5%重量至约70%重量氧化镁和约5%重量至约70%重量氧化铝的尖晶石基混合物。 耐火材料进一步包含一种或多种处于耐火材料的孔内的保护性材料。示例保护性 材料可选自氧化铝、氧化铬、二氧化硅、稀土金属氧化物、稀土金属锆酸盐、氧化钛、富铝红 柱石、氧化锆、硅酸锆、氧化钇、氧化镁、氧化铁及其混合物。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经处理的耐火材料，所述经处理的耐火材料包含：　　具有许多孔的耐火材料，其中耐火材料包括氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化铬、氧化锆、氧化钛、氧化钙、耐火土、碳化硅、钨、富铝红柱石、白云石、菱镁矿、氧化铝镁、铬铁矿、磁铁矿或包含至少一种前述材料的组合；和　　处于耐火材料的许多孔内的保护性材料，其中保护性材料选自氧化铝、氧化铬、二氧化硅、稀土金属氧化物、稀土金属锆酸盐、氧化钛、富铝红柱石、氧化锆、硅酸锆、氧化钇、氧化镁、氧化铁及其混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WA塔伯，陈伟，PJ梅施特，R舒巴，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]