碳化硅-六铝酸钙复合材料的抗渣机制:煤气化用无铬耐火材料新探索

孙红刚; 司瑶晨; 夏淼; 李红霞; 赵世贤; 杜一昊; 尚心莲

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高铬耐火材料具有优异的抗侵蚀性,虽存在铬危害,但长期以来作为水煤浆气化炉炉衬仍无可取代。为探索煤气化用耐火材料的无铬化,本研究采用碳化硅颗粒和六铝酸钙细粉为主要原料,经混料、压制成坯、高温烧成制备了碳化硅-六铝酸钙复合耐火材料(SiC-CA 6,SCA),以气化炉煤灰渣为试验渣,分别采用静态坩埚法和回转抗渣法于1500℃下进行抗渣试验,并与高铬材料进行平行对比,测量试样的侵蚀厚度、渗透厚度,观察裂纹,采用SEM、EDS、XRD等分析了抗渣试验前后耐火材料及渣的化学成分、相组成、微观结构等变化,以探究SCA的抗煤渣侵蚀机理。结果表明,SCA具有比高铬材料更优的抗渣渗透性和抗热震性,熔渣仅在SCA材料表面发生侵蚀反应,抗渣试验后试样内部无熔渣和裂纹。SCA的抗渣机制为:耐火材料中的SiC、六铝酸钙与熔渣在界面处反应形成了高黏度的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-CaO玻璃相,封堵了表面气孔,并在耐火材料表面形成了结构致密的保护膜,阻止了熔渣向材料内部的渗透;该玻璃相与熔渣成分相近,向渣中扩散溶解缓慢,具有耐侵蚀性。SCA综合性能优异,具有应用于水煤浆气化炉的潜力。

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来源
《材料导报》 |2022年第20期|177-182|共6页
作者
孙红刚; 司瑶晨; 夏淼; 李红霞; 赵世贤; 杜一昊; 尚心莲;
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作者单位

北京科技大学材料科学与工程学院;

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实验室;

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正文语种 chi
中图分类耐火材料工业;
关键词
煤气化; 无铬耐火材料; 六铝酸钙; 抗渣试验; 碳化硅复合耐火材料;

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