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刚玉砖和铬刚玉砖的应用

作者:管理员 来源: 日期:2014-1-9 18:37:01

刚玉砖和铬刚玉砖的应用

一、刚玉砖的应用

刚玉砖是以a-Al2O3为主要万分的特种耐火材料,已广泛应用于高温、高压化学侵蚀和机械磨损严重的合成氨气化炉、乙烯工程造气炉、炭黑反应炉等重要石化热工装置的衬里。

十几年来根据使用效果和用户的意见,对高纯刚玉砖的技术工艺进行了不断的研究与改进,目前产品质量(内在和外观)已达到了较高水平,可与引进的美国名牌产品199B相媲美,其具体表现可从两个方面加以说明:

其一是产品的显微结构。对高纯刚玉砖作过显微结构检验,结果主要矿物为刚玉,颗粒为巨晶,呈角砾状。颗粒与基质结合良好,并存在少量微裂纹,呈非边连续分布。基质由粒柱状刚玉和微量结合相组成,其中一部分是直径与长度比为3-4的柱状晶。扫描电镜检验结果表明,刚玉颗粒呈板状解理,与基质结合紧密。

其二是质量方面。高纯刚玉砖自1988年投产以来,不断进行调整和改进,产品质量有了明显的提高。我院生产的刚玉砖的理化性能列于表1

 1  高纯刚玉砖理化性能

  

洛阳耐院

日本

美国199B

法国

SiO2/%

Al2O3/%

Fe2O3/%

R2O/%

显气孔率/%

体积密度

耐压强度/Mpa

抗折强度

荷重软化温度

重烧线变化率

抗热震性/

热膨胀率/%

0.08-0.15

99.2-99.5

0.08-0.12

<0.25

18

3.23

102.5

9.83

>1700

±0.1

>6

1.04-1.14

0.28

0.98.82

0.01

 

17-18

3.25-3.26

85.2-90.4

 

>1700

 

>20

0.11

99.60

0.041

0.14

18

3.23

106.59

9.58

>1700

±0.1

13

1.14

0.48

97.42

0.06

0.43

19

3.09

96.2

 

1710

-0.3

 

       从上表看出,我院生产的高纯刚玉砖理化性能优于日本和法国产品,与美国199B相当。为了比较我院高纯刚玉砖的使用效果,了美国名牌产品199B199H刚玉砖,在引进的渣油气化炉上进行使用。199H砌筑在炉子热电偶下部筒体部位,其余各部位用199B,另一个炉子全部使用我院产品。乌鲁木齐石化总厂使用45月后,发现使用美国199B砖和我院砖的两台炉子的底部衬砖几乎全部蚀损,其蚀 损情况非常相似,除底部外的各部位的蚀损情况见表2

其它两个厂(镇海石化总厂和宁夏化工厂)使用美国199B199H砖的蚀损情况,与我院砖比较,基本与乌鲁木齐石化总厂相似。由此看来,我院高纯刚玉砖在引进30t合成氨渣油气化炉上的使用效果与美国199B相似,但不及199H 

2   炉子各部位的蚀损情况

  

热电偶上部400mm

2122层)

其余各部位

侵损深度/mm

热电偶下部

8-11层)

199B

我院砖

199H

37

29-37

 

9-19

9-19

 

 

97   79   84

22   77   65

 二、铬刚玉砖的应用

铬刚玉制品是以纯Al2O3Cr2O3为主要原料合成制得,与纯刚玉砖相比,它具有更优良的性能,如耐火度、荷重软化变形温度、抗折强度、高温蠕变、高温体积稳定性和抗渣蚀性。

铬刚玉砖的研究开发始于1989年,至今基本成功,并投入了生产,曾在引进30t合成氨渣油气化炉下部侵损严重区和炭黑反应炉喉管部位使用,效果良好,尤其在大型炭黑反应炉喉管区使用,效果较纯刚玉砖好。近年来,我们对Cr2O3含量不同的铬刚玉砖进行了研究,基本探明了Cr2O3含量对制品性能的影响,确定了结合剂在制品中的作用。烧结铬刚玉砖和引进美国更新换代产品的主要技术性能主要技术性能见表3

 3   铬刚玉砖和引进产品主要性能

  

洛阳耐院

美国Krifom36

美国RubySR

Cr2O3/%

显气孔率

体积密度

耐压强度/MPa

抗折强度/MPa

10

17-19

3.25-3.28

120-181.1

16.2-31.7

12

13

3.28

130.8

37.3

9.8

15-19

3.14-3.20

50.9-65.5

10.9-18.2

       我院生产的铬刚玉砖近几年来主要应用于引进30t合成氨气化炉和炭黑反应炉。自1989年起,先后在乌鲁木齐石化总厂化肥厂、镇海石化总厂化肥厂、宁夏化工厂引进30t合成氨渣油气化炉的热电偶下部、炉底和天津炭黑厂引进炭黑反应炉喉管严重侵损区进行使用,效果良好,尤其在炭黑反应炉喉管区使用,效果要比高纯刚玉砖好。天津炭黑厂引进炭黑反应喉管改用我院铬刚玉砖使用了4个多月,停炉检查,内径保持良好,未发现任何熔融和开裂现象,仅在原料油到与反应段接触处,出现约3-10mm深的冲损沟槽,且随原料油出口距离的加大而加深。该厂目前炉衬使用寿命可达10-15个月。

作者:李丹、陈锐

洛阳耐火材料研究院

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