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结合剂对SiC-CA6复合材料性能的影响

2021-10-25司瑶晨孙红刚李红霞杜一昊尚心莲赵世贤

耐火材料 2021年5期

司瑶晨 夏 淼 孙红刚 李红霞 杜一昊 尚心莲 赵世贤

中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点室验室 河南洛阳471039

现代煤气化技术是煤炭清洁、高效利用的关键技术,其中,水煤浆气化技术占据50%以上,水煤浆气化炉则是该技术的主流设备[1-2]。目前,水煤浆气化炉中应用最广的内衬材料是高铬材料(Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖)[3-4],但是在高铬材料的生产及其使用过程中,其中的Cr2O3可能会转化为Cr6+,Cr6+溶于水,对人体健康和环境不利。为了防止潜在的六价铬对人体及环境造成的危害[5],积极推进气化炉内衬材料的绿色化发展,无铬化耐火材料的研究开发具有重要的意义。0

由于在气化炉运行的大部分时间内,炉体内部是处于还原气氛的。因此,具有高熔点、高硬度及优良抗煤渣侵蚀性能的SiC质耐火材料[6]可作为含铬材料的替代材料进行研究。目前,SiC质耐火材料已经在水冷壁气化炉中得到了广泛的应用。考虑到氧化物-非氧化材料的结合具有优异的综合性能,钟香崇院士曾预言这类材料将会发展为新时代的高性能和高技术的耐火材料,从而在耐高温的关键部位得到应用[7]。近年来,在SiC-刚玉[8]、SiC-MgO[9]、SiCMgAl2O[10-11]4等氧化物复合非氧化物耐火材料的研究中取得了一定的进展,考虑到六铝酸钙(CA6)具有片状结构,高温力学性能优异,在还原气氛和碱性环境中的化学稳定性好,以及在含铁熔渣中的溶解性低等特点[12]。因此,若以SiC和CA6为原料制备SiCCA6复合材料,极有可能获得综合性能更优异的新材料,从而应用于水煤浆气化炉中。……

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