氧化鉻製品的一種燒結方法
2023-06-15 07:15:56
專利名稱：氧化鉻製品的一種燒結方法
技術領域：
本發明涉及一種氧化鉻製品的燒結方法，尤其是涉及一種通過控制氣氛來燒結氧化鉻製品的方法。
背景技術：
氧化鉻製品由於其優良的抗侵蝕性能，使用壽命長，用於無鹼玻璃纖維池窯和氣化爐等其它工業窯爐內襯、熱面材料等。作為這些關鍵部位的材料，目前還沒有任何材料能夠替代它。
對於氧化鉻製品的燒結，目前主要有埋碳燒結法、電熔法，控制燒結氣氛法。前兩種方法存在能源消耗大，工作強度高，易造成環境汙染等問題。第三種方法主要指通過控制氣氛來控制氧分壓，從而得到緻密化燒結。P.D.OWNBY和GE.JUNGQUIST在Final Sintering of Cr2O3一文中指出，氧化鉻材料在氧化氣氛下燒結易產生變價，阻礙其燒結，因而要獲得燒結良好的氧化鉻製品，必須控制氧分壓，在合適的氧分壓條件下燒成，一般在LOG Po2為10-12時能得到最好的燒結。基於此原理，T.LI和R.J.BROOK等人採用通入H2和H2O的混合氣體控制氧分壓的方法來燒結氧化鉻材料，在1530℃×1h的條件下燒後得到達到理論密度97％的氧化鉻製品；還有人採用通入CO/CO2混合氣體，氬氣等方法來控制氧分壓進行燒結，都能得到緻密的氧化鉻制。但是這些控制燒結氣氛的方法由於經濟等方面的因素都未能實現產業化。
發明內容
本發明的目的是提出一種氧化鉻製品的燒結方法。
本發明提出的一種氧化鉻製品的燒結方法，包括向裝有氧化鉻製品的電爐窯內通入N2/H2混合氣體，用流量計控制其流量來控制混合氣體中N2和H2的比例以及通入量，同時觀測U型管內水柱高度差，確保窯內處於正壓力狀態，接著在1400～1550℃溫度下，保溫1～8小時條件下燒結氧化鉻製品；其中所述N2/H2混合氣體中，按體積百分比計算，N295～99.5％，H20.5～5％；所述正壓力範圍在10～30毫米水柱。
本發明所述的氧化鉻製品的燒結方法，其中所述正壓力範圍在20～25毫米水柱。所述N2/H2混合氣體中，按體積百分比計算，N297～99％，H21～3％。
本發明所述的氧化鉻製品的燒結方法，不僅勞動強度低，工藝過程易於控制，另一方面由於低溫燒結，節約能源，對氧化鉻製品以及環境也不造成汙染；但更重要的是由於採用含N2的保護氣氛窯技術成熟，使本發明所述氧化鉻製品的燒結方法易於工業化應用。
圖1是本發明的氧化鉻製品燒結設備的示意圖。
圖中，1、2、流量計，3、電爐窯，4、水柱，5、U型管，6、氧化鉻製品。
具體實施例方式
下面結合圖1對本發明所述的燒結方法進行詳細描述。其中本發明所述的氧化鉻製品不限於實施例中提到的幾種物質，只要該製品中氧化鉻含量(按百分比重量計)大於60％，都屬於本發明所述的氧化鉻製品，都屬於本發明的保護範圍。
實施例1氧化鉻製品選用純Cr2O3細粉，經壓製成型後裝入電爐窯，通過流量計的控制，向窯內通入98％N2和2％H2的混合氣體，觀測U型管內水柱高度差，使窯內壓力為20毫米水柱，確保窯內處於微正壓狀態和還原氣氛中，防止外界空氣進入電爐窯內，接著在1450℃下保溫1小時燒結。比較例1為相同試樣在空氣氣氛中1700℃下保溫1小時燒結，如果在相同氣氛條件下，燒成溫度越高，氧化鉻製品的體積密度越高，顯氣孔率越低。它們的體積密度和顯氣孔率比較見表1。
表1
實施例2氧化鉻製品選用純Cr2O3複合細粉，其原料組成為(按百分比重量計)Cr2O397％，TiO23％，經壓製成型後裝入電爐窯內，通過流量計的控制，向窯內通入95％N2和5％H2的混合氣體，觀測U型管內水柱高度差，使窯內壓力為10毫米水柱，在1400℃下保溫4小時燒結。比較例2為相同試樣在空氣氣氛中1680℃下保溫1小時燒結。它們的體積密度和顯氣孔率比較見表2。
表2
實施例3氧化鉻製品選用純Cr2O3複合細粉，其原料組成為(按百分比重量計)Cr2O388％，TiO24％，ZrO28％，經壓製成型後裝入電爐窯內，通過流量計的控制，向窯內通入99.5％N2和0.5％H2的混合氣體，觀測U型管內水柱高度差，使窯內壓力為30毫米水柱，在1500℃下保溫2小時燒結。比較例3為相同試樣在空氣氣氛中1700℃下保溫2小時燒結。它們的體積密度和顯氣孔率比較見表3。
表3
實施例4氧化鉻製品選用電熔Cr2O3顆粒和Cr2O3複合細粉混合物，其原料組成為(按百分比重量計)Cr2O360％，Al2O333％，ZrO27％，經壓製成型後裝入電爐窯內，通過流量計的控制，向窯內通入97％N2和3％H2的混合氣體，觀測U型管內水柱高度差，使窯內壓力為25毫米水柱，在1550℃下保溫8小時燒結。比較例4為相同試樣在空氣氣氛中1680℃下保溫8小時燒結。它們的常溫耐壓強度比較見表4，常溫耐壓強度越高說明燒結越好。
表4
權利要求
1.氧化鉻製品的一種燒結方法，其特徵在於向裝有氧化鉻製品的電爐窯內通入N2/H2混合氣體，用流量計控制其流量來控制混合氣體中N2和H2的比例以及通入量，同時觀測U型管內水柱高度差，確保窯內處於正壓力狀態，接著在1400～1550℃溫度下，保溫1～8小時條件下燒結氧化鉻製品；其中所述N2/H2混合氣體中，按體積百分比計算，N295～99.5％，H20.5～5％；所述正壓力範圍在10～30毫米水柱。
2.如權利要求1所述的氧化鉻製品的一種燒結方法，其特徵在於所述正壓力範圍在20～25毫米水柱。
3.如權利要求2所述的氧化鉻製品的一種燒結方法，其特徵在於所述N2/H2混合氣體中，按體積百分比計算，N297～99％，H21～3％。
全文摘要
本發明提供一種氧化鉻製品的燒結方法，包括向裝有氧化鉻製品的電爐窯內通入N
文檔編號C04B35/12GK1800104SQ200510107260
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月12日 優先權日2005年12月12日
發明者耿可明, 徐延慶, 範志輝, 王金相 申請人:中鋼集團洛陽耐火材料研究院