铬刚玉制品所用原料是由氧化铝和氧化铬按一定比例配比，经过高温熔化合成的一种固溶体。采用特种耐火材料生产工艺制成耐火砖,可以改善和提高制品的内在质量,提高制品的高温性能，具有耐火度高、强度大、热震稳定性好、抗侵蚀能力强的特点,使用中耐冲刷,耐磨损,抗侵蚀,抗结构剥落,已在冶金、玻璃、炭黑、石油化工行业取得了良好的使用效果。
一、性能分析
1、制品的耐火性能
由Al2O3-Cr2O3二元相图可知,Al2O3和Cr2O3能形成连续固溶体,而没有低共熔物产生。因此,在高纯刚玉制品中加入Cr2O3,不论加入量多少,不仅不会降低材料的耐火性能,反而使材料的耐火性能有所提高。铬刚玉制品的耐火度(>1790℃)及荷重软化温度(>1700℃)均优于高纯刚玉制品。
2、制品的强度
高纯刚玉制品的常温耐压强度一般为70~100MPa,高性能铬刚玉制品的常温耐压强度一般>150MPa,其强度明显高于刚玉砖。这是由于制品在烧成过程中,其颗粒与颗粒之间,颗粒与细粉之间,细粉与细粉之间均形成了Al2O3-Cr2O3固溶体,该固溶体把颗粒、细粉连接在一起,使材料的强度大大提高。
3、热震稳定性
据资料报道,在刚玉中加入Cr2O3,当Cr2O3含量为10%~66%时,材料的热震稳定性随Cr2O3含量的增加而降低,即Cr2O3含量低的铬刚玉制品,其热震稳定性好于Cr2O3含量高的铬刚玉制品。
4、抗渣侵蚀能力
Cr2O3在煤气化炉渣(SiO2-CaO系)及各种玻璃熔体中的溶解度比其他氧化物材料的溶解度要小得多。因而Cr2O3或含Cr2O3的耐火材料具有良好的抗钢渣、有色冶炼渣、煤气化炉渣、油气化炉渣和各种玻璃熔体熔蚀能力。Cr2O3熔体或Cr2O3与炉渣反应生成的液相粘度比其他低熔物粘度大,这就阻止了熔渣沿毛细气孔向砖体内部渗透,避免形成变质层而产生结构剥落。
二、应用
在钢铁行业中使用,铬刚玉制品比刚玉制品使用寿命延长一倍以上,如钢包透气砖等;在有色冶炼行业使用,铬刚玉制品的耐磨性及抗侵蚀性明显优于其他砖种; 在石油化工行业中,大、中型化肥厂气化炉内由于长期高温(1350~1450℃)、高压(3.1~8.53MPa)、强还原气氛(CO+H2+CH4)且气流速度大,对炉衬耐火材料的侵蚀、破坏较严重,所以对炉衬耐火材料要求更高。高性能铬刚玉制品密度大,强度高,比刚玉制品更具抗气流冲刷能力及耐磨性。在刚玉制品中引入Cr2O3使制品的内在质量发生变化,使砖的抗熔渣侵蚀及抗渗透性显著提高,在气化炉上使用铬刚玉制品可以提高气化炉的使用寿命。
