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高鉻磚從原料制備到用后廢磚處理存在潛在的Cr6+危害，因此，開發(fā)綠色無鉻耐火材料來取代高鉻磚目前成為研究熱點(diǎn)。
由美國橡樹嶺國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Hemrick帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)致力于氣化爐用新型耐火材料的研究，開發(fā)了以鎂鋁尖晶石為主的耐火材料，采用噴射施工實(shí)現(xiàn)了耐火材料快速更換和在線熱修補(bǔ)，通過涂層技術(shù)提高了爐襯的使用壽命，同時(shí)對背襯和保溫層材料改進(jìn)優(yōu)化解決了新內(nèi)襯材料更換后爐壁鋼殼過熱的問題。美國Albany研究中心通過大量坩堝抗渣選材試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)ZrO2、Al2O3、MgO等材質(zhì)的抗煤渣侵蝕和滲透性能較好，是潛在的高鉻磚的替代材料，設(shè)計(jì)了Al2O3-ZrO2-MgO(Al2O3為主成分)、Al2O3-ZrO2-MgO-SiC(Al2O3和ZKO為主成分)兩種磚。與高鉻磚的對比試驗(yàn)表明，這兩種磚的抗侵蝕性與高鉻磚的接近，但抗?jié)B透性和抗熱震性均優(yōu)于高鉻磚的。該團(tuán)隊(duì)的進(jìn)一步試驗(yàn)研究以及工業(yè)化試用還在進(jìn)行中。德國能源資源中心的Gehre團(tuán)隊(duì)經(jīng)過選材試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鎂鋁尖晶石、Al2O3-ZrO2-TiO2、MgO-ZrO2等材料的常規(guī)理化性能可以滿足氣化爐的使用要求，抗渣性能良好，是潛在的煤氣化用耐火材料。目前，該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行材料性能的進(jìn)一步優(yōu)化和擴(kuò)大試驗(yàn)。
目前，國內(nèi)在氣化爐用無鉻耐火材料方面也開展了一些工作。中鋼洛耐院對氣化爐用耐火材料的使用環(huán)境和損毀機(jī)制進(jìn)行了多角度的研究，建立了煤氣化耐火材料模擬裝置和評價(jià)方法，通過選材試驗(yàn)初步發(fā)現(xiàn)，MgO-MgAl2O4-ZrO2、SiAlON結(jié)合剛玉、剛玉-尖晶石、尖晶石結(jié)合SiC、Si3N4結(jié)合SC等材料具有一定的煤氣化使用前景，目前正在進(jìn)行材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能提升工作。武漢科技大學(xué)以商用氣化爐渣為試驗(yàn)渣，分別在空氣和埋炭氣氛下進(jìn)行靜態(tài)坩堝抗渣試驗(yàn)，對比了Al2O3-SiC-C材料和Cr2O3-Al2O3-ZrO2材料的抗渣侵蝕性和滲透性，并結(jié)合熱力學(xué)軟件進(jìn)行了相關(guān)分析和計(jì)算，認(rèn)為Al2Og-SiC-C材料具有良好的抗渣性，是一種潛在的氣化爐用無鉻材料。
