鋁鉻質(zhì)耐火材料一般指耐火材料中氧化鉻<40%剩余成分為氧化鋁,含有少量雜質(zhì),具有耐火度高,硬度大,抗侵蝕性能優(yōu),抗熱震性能好和耐磨性能高等特點(diǎn),鋁鉻質(zhì)耐火材料廣泛應(yīng)用于水煤漿加壓氣化爐爐襯、鋼包精煉爐和炭黑反應(yīng)爐內(nèi)襯,石化工業(yè)的渣油氣化爐內(nèi)襯和玻璃熔化爐內(nèi)襯等,還可用作加熱爐用鉻剛玉平臺磚,是高溫工業(yè)一種不可或缺的材料。
AL203和Cr2O3同屬于剛玉型結(jié)構(gòu),Cr3+半徑為0.62Å,AL3+的半徑為0.535Å。由于Cr3+和AL3+離子半徑相差小于15%,Cr離子可連續(xù)并無限替換AL203晶格中的AL,形成無限連續(xù)替換固溶體,如圖1.2(a)所示。
Cr203和AL203的晶體結(jié)構(gòu)相同,離子半徑相差13.7%,因此,高溫下Cr203和AL203可以形成無限固溶體,如圖1.3所示。從液一固相線看,隨著Cr203含量的增加,開始出現(xiàn)液相的溫度也隨之升高,因此在A1203中添加適量的Cr203能顯著改善剛玉系耐火材料力學(xué)性能和高溫使用性能。
Cr203能與許多常見氧化物形成高熔點(diǎn)化合物或較高熔化溫度的共熔物。如Cr203與Feo生成的FeO·Cr203尖晶石,熔點(diǎn)高達(dá)2100℃;Cr203與AL203可形成連續(xù)固溶體。除此之外,Cr203還能夠使熔渣的粘度大大提高,降低爐渣的流動性,從而降低熔渣對耐火材料的侵蝕。因此,在耐火材料中加入適量的Cr203可以顯著減輕爐由渣侵蝕造成的爐襯材料的結(jié)構(gòu)剝落