（文章來(lái)源：鑫地耐材）

目前氣化爐用耐火材料的研究主要集中在水煤漿加壓氣化爐，而對(duì)于煤催化氣化爐這一新型氣化技術(shù)并未作深入研究。

1、含鉻耐火材料。目前，水煤漿加壓氣化爐等內(nèi)襯耐火材料主要使用含鉻耐火材料。水煤漿加壓氣化爐爐襯材料先是采用鉻礦為原料，進(jìn)而證明蒲采用高純氧化鉻原料。高鉻耐火材料有較好的抗煤熔渣侵蝕性，且耐火材料的侵蝕速率隨Cr2O3含量增加而減少。20世紀(jì)80年代初期，奧地利采用高純Cr2O3和高純鎂砂替換鉻礦和燒結(jié)鎂砂開(kāi)發(fā)了一種鎂鉻尖晶石磚。鎂鉻尖晶石材料之后，法國(guó)開(kāi)發(fā)的Cr2O3-Al2O3-ZrO2-SiO2材料因含有較多的SiO2,使材料抗渣侵蝕性能下降，20世紀(jì)80年代后期，開(kāi)始全面推廣應(yīng)用Cr2O3-Al2O3-ZrO2材料，其Cr2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)由80%提高到85%~90%。

2、無(wú)鉻耐火材料。由于高鉻耐火材料在使用過(guò)程中有毒六價(jià)鉻的形成，燒結(jié)和加工成本高，未來(lái)原材料的供應(yīng)問(wèn)題，以及不能完全滿足性能要求(使用壽命)等，因此，低鉻或無(wú)鉻耐火材料的開(kāi)發(fā)是今后的研究方向，一方面通過(guò)提高耐火材料的使用壽命來(lái)增加效率和提高效益，其次通過(guò)使用環(huán)保的、可回收的及經(jīng)濟(jì)的耐火材料來(lái)替代高鉻耐火材料，降低對(duì)環(huán)境的損壞。

目前對(duì)于內(nèi)襯材料的無(wú)鉻化主要有兩大類(lèi)，即以剛玉-尖晶石澆注料為代表的氧化物材料和以SiC材料為代表的非氧化物材料。P.Gehre等分析氧化鋁、AZT、β-Al2O3、鎂鋁尖晶石及博耐特CA6等原料的抗堿侵蝕性，結(jié)果表明鎂鋁尖晶石和CA6線變化率均在±2%范圍內(nèi)，其余幾種原料均超出其范圍；同時(shí)β-Al2O3、鎂鋁尖晶石及CA6在抗堿實(shí)驗(yàn)中無(wú)其它物相生成。因此氧化鋁、尖晶石及CA6有望成為氣化爐內(nèi)襯耐火材料無(wú)鉻化的基礎(chǔ)材料。

3、六鋁酸鈣。六鋁酸鈣(CaAl12O19)是氧化鋁-氧化鈣系統(tǒng)中Al2O3含量最高的高熔點(diǎn)鋁酸鈣相，采用超高溫?zé)Y(jié)工藝生產(chǎn)致密CA6骨料，通過(guò)控制合適的加料量和工藝條件，可以達(dá)到接近Al2O3-CaO相圖所示的平衡狀態(tài)，如圖1所示，從而制備相組成均勻以及物理化學(xué)性質(zhì)均勻的CA6產(chǎn)品，具有在含鐵熔渣中的溶解度低、對(duì)還原氣氛不敏感、在堿性環(huán)境中具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、對(duì)熔融金屬以及熔渣的潤(rùn)濕性比較低、可與氧化鋁配合使用等特點(diǎn)。Luz等研究水泥結(jié)合剛玉質(zhì)澆注料的性能，澆注料經(jīng)高溫處理后會(huì)原位形成CA6，提高澆注料的力學(xué)性能，因此，CA6在高溫行業(yè)的應(yīng)用前景十分廣泛。

圖為CA6的微觀結(jié)構(gòu)，其特征是緊密結(jié)合的板片狀CA6晶體和少童的晶間微氣孔。CA6板片狀的結(jié)構(gòu)使裂紋擴(kuò)展路徑曲折，裂紋穿過(guò)板狀晶粒所需能量也較高。CA6耐火原料不僅可用作骨料，還可以細(xì)粉形式引入澆注料，CA6所具備的特性也能夠在澆注料中得到充分體現(xiàn)，同時(shí)CA6原料是預(yù)合成的，因此高溫下不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)樾纬尚孪喽鴮?dǎo)致體積膨脹。VanGarsel等研究了用CA6作骨料，加入氫氧化鋁、鋁酸鈣水泥等制備的輕質(zhì)隔熱澆注料，結(jié)果表明澆注料1~3μm的微氣孔在高溫下仍能保持穩(wěn)定，隔熱性能、高溫體積穩(wěn)定性、熱震穩(wěn)定性都較好。

BUchel等研究了含CA6骨料與細(xì)粉的無(wú)硅灰澆注料，結(jié)果表明澆注料線變化率均小于±1%,荷重軟化溫度高。孫小改等利用CA6顆粒優(yōu)化鋁酸鈣水泥結(jié)合剛玉-尖晶石澆注料的性能，結(jié)果表明CA6顆粒較多的微氣孔強(qiáng)化了澆注料顆粒與基質(zhì)之間結(jié)合，增強(qiáng)了澆注料，同時(shí)板片狀結(jié)構(gòu)的CA6提高了澆注料的熱震穩(wěn)定性。

煤氣化爐是整個(gè)煤氣化過(guò)程易發(fā)生故障的薄弱環(huán)節(jié)。氣化爐的爐襯耐火材料決定著氣化爐的使用壽命甚至是產(chǎn)品質(zhì)量，因此耐火材料失效機(jī)理的研究是煤氣化領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。爐襯耐火材料在使用過(guò)程中由于高溫、渣蝕、沖刷、氧化、還原氣氛轉(zhuǎn)化以及振動(dòng)疲勞等因素而損毀。

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