鉻質(zhì)耐火材料是由鉻礦為原料制成的耐火材料。主要物相為(Fe·Mg)O、（Cr·Al203)2·O3尖晶石。屬中性耐火材料。常用作為既可能受到酸性渣作用又可能受到堿性渣作用部位的爐襯材料及酸、堿性耐火材料的過(guò)渡帶。不宜用于直接與熔鐵接觸及氣氛經(jīng)常變化的部位。主要用于有色冶煉工業(yè)中。由于燒結(jié)困難及污染環(huán)境等原因，產(chǎn)量不大。

鉻質(zhì)耐火材料的一個(gè)優(yōu)良的特點(diǎn)就是他的抗侵蝕性。然而，六價(jià)鉻化合物有一個(gè)問(wèn)題就是對(duì)人體有害，并且很容易在耐火材料中CaO和Na2O或者爐渣中的K2O發(fā)生反應(yīng)，在這里之所以鉻質(zhì)耐火材料有優(yōu)異的抗侵蝕型的原因是六價(jià)鉻化合物的成型條件。

SiO2、ZrO2、AL2O3、Cr2O3、MgO和CaO是構(gòu)成耐火材料的主要高溫氧化物。在這些氧化物中，在通常的使用條件下，Cr2O3是最優(yōu)異的抗腐蝕型物質(zhì)。然而含有Cr2O3的耐火材料在使用時(shí)與CaO、Na2O或者K2O發(fā)生反應(yīng)變化成六價(jià)鉻化合物。眾所周知，這種六價(jià)鉻化合物對(duì)人體有害。由于健康和環(huán)境的問(wèn)題，已經(jīng)明顯導(dǎo)致了Cr2O3用量的減少。

近年來(lái)汽化熔煉爐的建立主要是為了處理城市垃圾和工業(yè)廢棄物。由于這種熔爐用耐火材料是在1300~1600℃抗擊Na2O3、K2O或者CaO的。含有Cr2O3的耐火材料優(yōu)異的抗侵蝕性能起到了作用。然而，使耐火材料能夠長(zhǎng)久使用取決于一個(gè)穩(wěn)定的鉻系統(tǒng)

一：鉻的耐蝕性好的理由

①根據(jù)相平衡狀態(tài)圖驗(yàn)證

熔融渣、鋼鐵渣、水泥、玻璃等的主要成分是CaO和SiO2,為了用狀態(tài)圖進(jìn)行分析，把渣組成定為CaO和SiO2兩種成分，使用SiO2—CaO—高溫氧化物三種成分進(jìn)行分析。

圖1示出了于1600℃和1700℃溫度下Cr2O3、AL2O3及MgO在CaO—SiO2系渣中的飽和量，它是根據(jù)CaO—SiO2—Cr2O3系、CaO—SiO2—AL2O3系和CaO—SiO2—MgO系相平衡狀態(tài)圖求出的。

一般來(lái)說(shuō)，廢棄物熔融渣的CaO/SiO2比為50/40~30/70，在該組成范圍內(nèi)，與AL2O3和MgO相比，Cr2O3熔解到渣中的量最少，表明耐蝕性好。

① 根據(jù)難潤(rùn)濕性和黏性驗(yàn)證

渣液越是難以潤(rùn)濕耐火材料，越能抑制渣向開(kāi)口氣孔中的浸透。難潤(rùn)濕性是根據(jù)放置在耐火材料上渣液的接觸角度來(lái)判定，接觸角越大越難以潤(rùn)濕�，F(xiàn)已查明MgCr2O3熔入渣中，黏性高的渣則變成耐火材料的保護(hù)層，故認(rèn)為能控制侵蝕。

二：六價(jià)鉻的生成條件

含有Cr2O3的耐火材料在高溫下與廢棄物熔融渣、鋼鐵渣、水泥渣等接觸時(shí)，其所含成分，特別是CaO、K2O、Na2O發(fā)生反應(yīng)，容易生成六價(jià)鉻化合物。

CaO—Cr2O3系在還原氣氛下，只有熔點(diǎn)為2170℃的化合物CaCr2O4，該化合物和CaO一級(jí)Cr2O3的共熔點(diǎn)分別為1930℃和2100℃，與CaO共存是不成問(wèn)題的。但是，在氧氣分壓高的空氣氣氛下，無(wú)論是何種組成，六價(jià)鉻化合物CaCrO4低溫下都變得穩(wěn)定。

此種情況根據(jù)圖2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可證實(shí)。圖2示出了在空氣氣氛下，于500℃~1300℃之間的各種溫度條件下，CaO和Cr2O3的等摩爾混合物加熱2h時(shí)的生成物。溫度在1000℃時(shí)則生成了三價(jià)鉻化合物CaCrO4，超過(guò)1000℃時(shí)則生成了三價(jià)鉻化合物CaCr2O4。也就是說(shuō)，加熱溫度超過(guò)900℃時(shí)，如下面公式（1）所示，是由左向右進(jìn)行的。 

即，CaCrO4與Cr2O3發(fā)生反應(yīng)，邊放出氧氣，邊變成CaCr2o4.冷卻時(shí)，發(fā)生相反反應(yīng)。即，三價(jià)鉻化合物CaCr2O4與O2發(fā)生反應(yīng)，生成六價(jià)鉻化合物CaCrO4和Cr2O3。公式（1）的反應(yīng)表明在加熱時(shí)由于放出氧氣而重量減少，冷卻時(shí)伴隨吸收氧氣而重量增加。

三：控制六價(jià)鉻化合物生成的方法

控制六價(jià)鉻化合物生成，有如下幾種方法：

① 控制溫度，由上述介紹可知，假定使用氣氛為空氣那么加熱溫度超過(guò)1100℃，三價(jià)鉻化合物則是穩(wěn)定，保持在該溫度以上，便可控制六價(jià)鉻化合物的生成。

② 控制冷卻過(guò)程中的氣氛，在常溫下生成六價(jià)鉻化合物，一般認(rèn)為多數(shù)是在1100℃溫度以內(nèi)的冷卻過(guò)程中生成的。因此，得知在還原氣氛下進(jìn)行改過(guò)程，例如在共存碳情況下進(jìn)行冷卻即可。

③ 在鎂鉻磚中通過(guò)添加SiO2和TiO2便可控制六價(jià)鉻的生成。

四：結(jié)束語(yǔ)

Cr2O3耐蝕性特別好，非常適于用作耐火材料成分，但是缺點(diǎn)是在高溫下與CaO、Na2O3、K2O成分接觸，容易生成有害的六價(jià)鉻。