用于气化炉或用于冶金炉的铝镁制品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及熔铸耐火制品，尤其用于气化炉、用于冶金炉、或用于玻璃熔炉。
【背景技术】
[0002] 在耐火制品中，在熔铸制品和烧结制品之间通常加以区分。
[0003] 与烧结制品不同，熔铸制品通常包括与结晶晶粒连接的粒间玻璃相。因此，由烧结 制品和熔铸制品产生的问题，以及适于解决这些问题的技术方案通常不同。用于制造烧结 制品所开发的组合物因此不能用作用于制备熔铸制品的先验，反之亦然。
[0004]通过在电弧炉中熔化合适原材料的混合物或者通过适于熔铸制品的任何其他技 术，获取熔铸制品，常称为"电熔"制品。熔化材料然后在模具中被浇铸，此后获取的产品经 过受控的冷却循环，以使之到室温而不破裂。该操作被本领域的技术人员称为"退火"。根 据所用的成型技术，其也可以自然冷却。
[0005] 由RHIMonofrax有限公司生产和销售的熔铸制品MonofraxKL具有的化学组成 按重量计包括53. 6 %的A1203、44. 9 %的MgO、0. 44%的二氧化硅Si02、0. 23 %的氧化钠Na20 和小于0. 35%的CaO。
[0006]煤炭的气化是已熟知大约五十年的方法，该方法当前正经过相当大的发展。具体 地，其一方面允许合成气（清洁能源）的生产，另一方面允许由非常不同的烃材料开始的化 学工业的基础化合物的生产，该烃材料例如是煤炭、石油焦炭或者甚至待回收利用的重油。 该方法此外使得可以
[0007]存在多种类型的气化炉：固定床气化炉，流化床气化炉和载流床气化炉。这些气化 炉通过引入反应物的方式，制备氧化剂-燃料混合物的方式，温度和压力条件，和用于去除 来自反应的灰烬或炉渣、液态残余物的方法来区分。
[0008]在期刊RefractoriesApplicationsandNews(第 8 卷，第 4 期，2003年 7 月 至8月，由圣高拜工业陶瓷部门的能源系统科的WadeTaber撰写）中出版的标题为 "RefractoriesforGasification"的文献描述了用于气化炉的内部衬里的结构。
[0009] 内部气化炉衬里的耐火制品经过热循环、由炉渣或干灰的腐蚀和侵蚀以及热点效 应（其中，温度通常可以达到约1400°C)。侵蚀和腐蚀尤其可以导致炉渣化合物或液化灰 的熔渗进入耐火制品的孔中，在侵蚀和热循环的影响下，它们本身可导致衬里剥落以及最 终使气化炉停止运行。
[0010] 此外，由制造纸浆得到的黑液的气化的发展需要能够抵挡钠化合物的腐蚀作用的 新材料，尤其是具有低的孔隙率以便防止侵蚀性物质的熔渗。
[0011] 为了增加耐火衬里的使用寿命，研究者已经尝试增大其厚度。然而，该方案具有增 加成本和减少气化炉的有效体积的缺点，因此降低其效率。
[0012] JamesP.Bennett在期刊RefractoriesApplicationsandNews(第 9 卷，第 5期，2004年9月至10月，第20页至第25页）中出版的文献"Refractorylinerused inslagginggasifiers"中，解释了当前气化炉耐火衬里的使用寿命（尤其在风冷系统 中）非常受限制，尽管它们的氧化铬含量很高。尤其可以提到的是通过S.J.Clayton， G.J.Stiegel和J.GWimer在"GasificationTechnologies,GasificationMarketsand Technologies-PresentandFuture,anIndustryPerspective'，（美国會泛源部，DOE/FE 报告0447,2002年7月）中的报道。在黑液气化的情况下，也已经废弃使用含铬的制品。
[0013] 在FR2 946 044中所述的熔铸制品具有足够低的孔隙率以限制炉渣化合物或液 化灰的溶渗。然而其具有在高温（通常在l〇〇〇°C和1200之间）下在空气中渗出的问题。
[0014] 例如，从GB611 245或JP10 067 569中已知其他熔融制品。然而，它们具有不 满意的耐腐蚀性。
[0015]因此，存在具有定制在气化炉内遇到的特定环境的性能的耐火制品的需要，该耐 火制品尤其是具有足够低的孔隙率以限制炉渣化合物或液化灰的溶渗且具有较低的渗出 风险。
[0016] 本发明的目的是满足该需求。
【发明内容】
[0017] 更具体地，本发明涉及具有满足以下的化学组成的熔铸耐火制品，以基于氧化物 的重量百分比计：
[0018]
[0019] 从下文将看出，发明人已经惊讶地发现，该组合物可使根据本发明的熔融耐火制 品具有低孔隙率，而同时保持高的耐腐蚀性，而不具有渗出的风险。
[0020] 根据本发明的耐火制品还可以具有以下可选特征中的一种或多种：
[0021 ] -Zr02的重量含量为大于或等于1. 0 %，或甚至大于或等于1. 5 %，或甚至大于或等 于2. 0 %和/或小于或等于7. 0 %，小于或等于5. 0 %，小于或等于4. 0 %，或甚至小于或等 于 3. 0% ;
[0022] -按体积计，大于70 %，大于80 %，大于90 %，或甚至基本上100 %的氧化锆是单斜 晶型；
[0023] _B203的重量含量为大于或等于0. 05%，优选地大于或等于0. 1%，优选地大于或 等于0. 2 %，或甚至大于或等于0. 3 %，或甚至大于或等于0. 4 % ;
[0024] _B203的重量含量为小于或等于1.0%，优选地小于0.8%，或甚至小于或等于 0.6%，或甚至小于或等于0.5% ;
[0025] -优选地，氟（F)的重量含量为小于0.5%，或甚至小于0.3%，或甚至小于0. 1% 或甚至小于0. 05%;
[0026] -优选地，元素硼（B)、氟（F)和硅（Si)的重量含量的总和为大于或等于0. 01 %和 /或小于〇. 1% ;
[0027] -优选地，锆（Zr)的含量与硼⑶、氟（F)和硅（Si)的总含量的元素重量比R(即 R=ZV(B+F+Si))在2和80之间、优选地在4和50之间、优选地在5和40之间、或甚至在 7和30之间、或甚至在9和20之间；
[0028] -优选地，氟的元素重量含量为大于0. 02 %，优选地大于0. 05 %和/或小于 0. 40 %，优选地小于0. 35 % ;
[0029] -优选地，硼的元素重量含量为大于0. 03%，优选地大于0. 05%和/或小于 0. 45% ；
[0030] -优选地，硅的元素重量含量为大于0. 03%，优选地大于0. 05%和/或小于 0. 23% ；
[0031] -Cr203的重量含量为小于0. 1%，优选地小于0. 09%，优选地小于0. 08%，优选地 小于0. 05%;
[0032] _氧化铝A1203的重量含量为小于或等于70 %，或甚至小于或等于68% ;
[0033] -氧化铝A1203的重量含量为大于或等于55 %，或甚至大于或等于60 % ;
[0034]_氧化镁MgO的重量含量为小于或等于40%，或甚至小于或等于35%;
[0035] _氧化镁MgO的重量含量为大于或等于27 %，或甚至大于或等于29 %，或甚至大于 或等于32%;
[0036] _A1203与MgO的重量比为小于2. 6,其有利地避免刚玉的形成，和/或，优选地，大 于1. 2,其有利地减少制品朝向再水合的趋势且限制热膨胀系数；
[0037] -CaO的重量含量为小于或等于0. 8%，小于或等于0. 6%，或甚至小于或等于 0. 4%；
[0038] _ (Na20+K20)的重量含量为小于或等于0. 25 %，小于或等于0. 2 %，或甚至小于或 等于0. 1% ;
[0039] -二氧化硅Si02的重量含量为小于或等于0. 4%，或甚至小于或等于0. 3 %，或甚 至小于或等于0.2%，或甚至小于或等于0. 15%;
[0040] -铁氧化物和/或钛氧化物和/或钙氧化物仅作为杂质存在；
[0041 ]-铁氧化物和/或钛氧化物（Fe203+Ti02)的重量含量，尤其铁氧化物Fe203的重量 含量为小于〇. 4%，优选地小于0. 3%，优选地小于0. 2%;
[0042] - "其他氧化物物种"仅由杂质组成；
[0043] - "其他氧化物物种"的总重量含量为小于0. 4%，或甚至小于0. 3% ;
[0044] -CuO的重量含量为小于或等于0. 5 %，小于或等于0. 4 %，小于或等于0. 3 %，小于 或等于0. 2 %，小于或等于0. 1 %，或甚至小于或等于0. 05 % ;
[0045] -氧化铬的重量含量为小于0. 2%，优选地小于0. 1 % ;
[0046]-优选地，氧化铬仅作为杂质存在。
[0047] 本发明还涉及一种制造根据本发明的耐火制品的方法，包括以下连续步骤：
[0048]a)混合原材料以形成进料，
[0049] b)将所述进料熔化以获得熔化的材料；和
[0050]c)通过冷却将所述熔化的材料浇铸和固化，以获得耐火制品，
[0051] 该方法的特征在于，所述原材料以所述耐火制品与本发明相符的方式选择。
[0052] 本发明还涉及一种块体，优选地重大于lkg且由根据本发明的制品制成或者利用 根据本发明的方法来制造。本发明还涉及根据本发明的方法的步骤c)之后立即获得的制 品（在交付使用之前）。
[0053] 本发明还涉及一种气化炉衬里或者成套形式的冶金炉衬里，其包括根据本发明的 制品制成的部件的组件，所述部件的各自形