本发明涉及一种耐火材料领域中的氧化铬原料,尤其涉及一种环保型电熔cr2o3的制备方法,它是水煤浆气化炉、垃圾焚烧炉、无碱玻璃熔池内衬用关键材料的主要原料。
背景技术:
水煤浆气化技术在我国得到快速发展,气化炉是水煤浆加压气化技术的关键设备,水煤浆加压气化炉的通常工况条件为:工作温度1250-1550℃,压力2.0-8.5mpa,强还原气氛、酸性熔渣冲蚀、液态排渣、开停车时较大的温度波动和压力波动冲击;目前,氧化铬砖是成功用于水煤浆加压气炉的工作衬材料,水煤浆气化炉工作衬使用的是高铬砖(cr2o3含量85%以上),其主要原料是三氧化二铬熔块制备的颗粒料和粉料。
目前,三氧化二铬的熔点较高(3300℃),需要利用电弧炉对铬绿原料进行熔炼,电弧炉通过三根石墨电极间持续大电流短路运行,从而利用电极电弧产生的高温熔炼氧化铬,弧区温度在3700℃以上。
但在熔炼过程中,氧化铬绿(cr2o3)中的cr3+在高温及碱性条件下被氧化为cr6+,六价铬为可溶性、吞入性毒物、吸入性极强的毒物,皮肤接触可能导致敏感;更可能造成遗传性基因缺陷,吸入可能致癌,对环境有持久危险性,其可溶性并对后续制品的物理指标影响较大,体积密度也变低。
另外,靠近石墨电极部分的铬绿粉容易发生过熔,会被石墨电极还原成金属铬,不但加大石墨电极的损耗,而且金属铬的存在会影响后期制作的高铬砖质量。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决上述技术问题存在的不足,提供一种减少cr6+,及单质金属cr,工艺简单且环保、成本低廉、操作方便、使用效果良好,并具有致密高、抗侵蚀、冲刷性能更好的环保型电熔cr2o3的制备方法。
本发明的制备方法为:
先将50-70cm厚氧化铬绿细粉铺底,起弧棒星型连接三根石墨电极,压实后通电起弧熔炼,待铺底氧化铬绿溶化后形成导电熔池后,进行投料熔炼,每次投料3-5吨,待已投料基本熔融后,再进行下次投料,直至完成整炉料的熔炼;通过电流、弧压参数变化自动控制三根石墨电极,随电熔液面调整电极高度,始终保持接触良好的通电状态;每次投料前,通过三根石墨电极和炉盖的环形间隙处的环形加料装置,在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料;在熔炼过程中,在电弧炉内通入惰性气体或氮气,隔离高温空气;熔炼结束完成后,分温度段冷却结晶,而后破碎,得到这种环保型电熔cr2o3。
其中,在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料,可以避免石墨电极周围的铬绿粉被还原成单质金属铬,也可在熔池内形成微酸性环境,防止cr6+产生。
其中,在电弧炉内通入惰性气体或氮气,隔离高温空气,防止高温空气氧化铬绿粉,防止cr6+的生成。
本发明通过这种制备工艺制备的环保型电熔氧化铬的cr2o3含量达到99.5%以上,体积密度可达5.2g/cm3,远远高于普通氧化铬熔块体密4.9g/cm3;吸水率小于0.5%,用于制造煤化工、冶金等行业,制品具有优秀的抗侵蚀、抗渗透性能。
具体实施方式
综述技术成果仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例详细说明了本发明。
实施例1:
本发明的制备方法为:
先将50cm厚氧化铬绿细粉铺底,起弧棒星型连接三根石墨电极,压实后通电起弧熔炼,待铺底氧化铬绿溶化后形成导电熔池后,进行投料熔炼,每次投料5吨,待已投料基本熔融后,再进行下次投料,直至完成整炉料的熔炼;通过电流、弧压等参数变化自动控制三根石墨电极,随电熔液面逐步升高而升高,始终保持接触通电状态;
每次投料前,通过三根石墨电极和炉盖的环形间隙处环形加料装置,在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料;
在熔炼过程中,在电弧炉内通入惰性气体,隔离高温空气;
熔炼结束完成后,分温度段冷却结晶,而后破碎,得到这种环保型电熔氧化铬。
实施例2:
本发明的制备方法为:
先将70cm厚氧化铬绿细粉铺底,起弧棒星型连接三根石墨电极,压实后通电起弧熔炼,待铺底氧化铬绿溶化后形成导电熔池后,进行投料熔炼,每次投料3吨,待已投料基本熔融后,再进行下次投料,直至完成整炉料的熔炼;通过电流、弧压等参数变化自动控制三根石墨电极,随电熔液面逐步升高而升高,始终保持接触通电状态;
每次投料前,通过三根石墨电极和炉盖的环形间隙处环形加料装置,在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料;
在熔炼过程中,在电弧炉内通入氮气,隔离高温空气;
熔炼结束完成后,分温度段冷却结晶,而后破碎,得到这种环保型电熔氧化铬。