一种用用后耐火材料合成SiC的方法技术

一种用用后耐火材料合成ＳｉＣ的方法，属于耐火材料的合成技术领域。工艺步骤为：按配方组配原料：原料配方按质量百分比计：用后硅砖：５５～７５％；活性炭或碳黑：２５～４５％；粉碎：将用后硅砖球磨机中混磨至粒径４０～５０μｍ；混料、成型；高温热处理：合成采用空气中埋碳控制得到还原气氛体系，温度升至１３００℃～１６００℃，保温１～８ｈ。本方法可以制备出纯度较高的ＳｉＣ材料，且工艺方法可控，充分利用了用后硅砖，为用后耐火材料的资源化综合利用提供了一项得力有效的措施，大幅度降低了产品的生产制造成本，提高产品附加值，并必将显著改善社会环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐火材料的合成
，特别是提供了一种用用后耐火材料烧结合成SiC的方法。
技术介绍
SiC是一种共价键性很强的难熔非氧化物，在大气压下，约260(TC温度下分解为 石墨和气相，另外还具有机械强度高、热导率好、耐磨性和抗侵蚀性能优异等特性， 因此在磨料磨具、耐火材料、高温结构陶瓷、高温冶金等工业领域应用广泛。工业碳 化硅一般混入少量的游离碳、二氧化硅和硅等杂质。SiC在高温冶金与材料行业中应用 广泛，可以作为高温炉导电发热体，也可以作为耐火材料，例如高炉用Si3N4结合SiC 砖，或加入含碳耐火材料材料中作为添加剂广泛使用。目前，我国每年消耗耐火材料约800万t，其中钢铁工业用后耐火材料占有较大的 比例，约占55%左右，钢铁工业吨钢耐火材料消耗量由建国初期的50kg降到了目前 10kg左右。由于我国基础建设、产业升级、商业需求等方面对钢铁材料的需求，我国 钢铁年产量大幅度增长，用后耐火材料总量仍居高不下。合理利用用后耐火材料，节 约资源，开发新技术，对于提高工业生产效益和环境保护都有十分重要的意义。目前虽然国内在
内制备SiC材料的方法已有多种报道，但以用后耐火材 料为主原料合成SiC的方法未见相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用用后硅砖与活性碳反应合成SiC的方法，制备用 的原材料为冶金高温工业用后耐火材料，烧结合成反应后生成了纯度较高的SiC，高温 反应下合成了以P-SiC为主晶相的材料，其含量可达90%以上。本专利技术以用后耐火材料为原料合成SiC材料，工艺步骤为(1) 按配方组配原料原料配方按质量百分比计用后硅砖55 75%;活性碳 或碳黑25 45%;其中用后硅砖所含主要成分按质量百分比计是SiO2:90 100%，杂质相0 10%;(2) 粉碎将用后硅砖球磨机中混磨至粒径40 50um;G)混料、成型将硅砖粉与活性碳/碳黑按比例混合，以羧甲基纤维素钠或聚乙 烯醇为粘接剂，拌匀后以30 40MPa压力下成型(4)高温合成合成采用空气中埋碳控制得到还原气氛体系，温度升至1300'C 1600 。C，保温l 8h。本专利技术的优点在于本专利技术找到了一种用后耐火材料二次利用的方法，不仅节约了原料成本，且无需经过精细选料，有益于能源节约，避免资源浪费。采用本方法合成的SiC纯度较高， 晶体发育较好，具有较好的使用前景。本专利技术工艺方法可控，充分利用了用后硅砖，为用后耐火材料的资源化综合利用 提供了一项得力有效的措施，大幅度降低了产品的生产制造成本，提高产品附加值， 并必将显著改善社会环境 附图说明图1为本专利技术的合成工艺流程图。图2为合成SiC的XRD图(1450°C，保温4h,硅砖加入量64% )。 图3为合成SiC的XRD图(1550°C，保温4h,硅砖加入量55% )。 图4为图3合成SiC的SEM照片。具体实施例方式实施例1本专利技术按照质量百分比计的具体配方是用后硅砖64%，活性碳36%。(1) 按照配方分别称量用后硅砖和活性碳；(2) 将用后硅砖磨料至粒径小于44um;(3) 将干燥的原料添加少量粘结剂，在40MPa的压力下机压成型；(4) 在空气中埋碳下升温至145(TC，保温4h;结构表征XRD结果(如图2所示)显示合成出SiC含量较高的材料，还可以看 出还含有部分方石英领域磷石英。 实施例2本专利技术按照质量百分比计的具体配方是用后硅砖55%，活性碳45%。(1) 按照配方分别称量用后硅砖和活性碳；(2) 将用后硅砖磨料至粒径小于44um;(3) 将干燥的原料添加少量粘结剂，在40MPa的压力下机压成型；(4) 在空气中埋碳下升温至155(TC，保温4h;结构表征XRD结果(如图3所示)显示合成出SiC含量较高的材料，还可以看 出还含有第二相氮氧化物Si2N20， Si2N20具有优异的高温使用性能，在合成材料中作 为第二相对材料其有益的作用。由图4可以看出形成了较大颗粒的晶体，能谱分析表 明其主要元素为Si和C,故其为SiC层状晶体。权利要求1、一种用用后耐火材料烧结合成SiC的方法，其特征在于，工艺步骤为(1)按配方组配原料原料配方按质量百分比计用后硅砖55～75％；活性碳或碳黑25～45％；(2)粉碎将用后硅砖球磨机中混磨至粒径40～50um；(3)混料、成型将硅砖粉与活性碳/碳黑按比例混合，以羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇为粘接剂，拌匀后以30～40MPa压力下成型(4)高温合成合成采用空气中埋碳控制得到还原气氛体系，温度升至1300℃～1600℃，保温1～8h。2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，用后硅砖所含成 分按质量百分比计是SiO2:90 100%，杂质相0 10%。全文摘要，属于耐火材料的合成
工艺步骤为按配方组配原料原料配方按质量百分比计用后硅砖55～75％；活性炭或碳黑25～45％；粉碎将用后硅砖球磨机中混磨至粒径40～50μm；混料、成型；高温热处理合成采用空气中埋碳控制得到还原气氛体系，温度升至1300℃～1600℃，保温1～8h。本方法可以制备出纯度较高的SiC材料，且工艺方法可控，充分利用了用后硅砖，为用后耐火材料的资源化综合利用提供了一项得力有效的措施，大幅度降低了产品的生产制造成本，提高产品附加值，并必将显著改善社会环境。文档编号C01B31/00GK101428800SQ20081022782公开日2009年5月13日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日专利技术者余广炜, 冯向鹏, 宇 周, 岳昌盛, 廖洪强, 梅 张, 李世青, 王习东, 赛音巴特尔 申请人:首钢总公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用用后耐火材料烧结合成ＳｉＣ的方法，其特征在于，工艺步骤为：　（１）按配方组配原料：原料配方按质量百分比计：用后硅砖：５５～７５％；活性碳或碳黑：２５～４５％；　（２）粉碎：将用后硅砖球磨机中混磨至粒径４０～５０ｕｍ；　 　（３）混料、成型：将硅砖粉与活性碳／碳黑按比例混合，以羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇为粘接剂，拌匀后以３０～４０ＭＰａ压力下成型：　（４）高温合成：合成采用空气中埋碳控制得到还原气氛体系，温度升至１３００℃～１６００℃，保温１～８ｈ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赛音巴特尔，廖洪强，张梅，王习东，岳昌盛，余广炜，冯向鹏，李世青，周宇，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]