一种固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖及其制备方法。该免烧硅莫砖由以下重量百分含量的组分制备而成：固溶Ti(C,N)电熔莫来石72～85％、碳化硅1～5％、煅烧氧化铝粉5～15％、结合粘土3～8％；外加占上述组分总重量3～5％的结合剂。该免烧硅莫砖以固溶Ti(C,N)的电熔莫来石为主要原料，利用低品位铝土矿生产制备，避免了高品位铝土矿资源的消耗，能够充分利用资源富足的低品位铝土矿资源，且生产的硅莫砖性能突出；该硅莫砖在制备过程中，采用低温处理不需要高温烧成，相对于传统硅莫砖的制备缩短了生产周期、降低了生产成本，也避免了高温过程中污染物的排放，有利于环境保护和铝土矿的综合利用，具有明显的社会经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖及其制备方法
本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖及其制备方法。
技术介绍
我国具有得天独厚的高铝矾土资源，已探明的储量约十几亿吨，居世界首位。但其中70％以上为中低品位矿，导致矿石资源利用率很低，开采过程中大量的中低品位的矿石被废弃，资源浪费现象非常严重。传统硅莫砖是以高铝矾土熟料和碳化硅为原料经高压成型高温烧制而成，具有强度高、耐磨损、热震稳定性优良等优良性能，以及在使用过程中碳化硅不断氧化形成保护层、减少结圈等特点。硅莫砖主要用于水泥窑过渡带、分解炉及篦冷机等部位。因此传统硅莫砖的生产需要大量的高铝矾土熟料，这种矾土熟料主要是以天然矾土矿煅烧而成。因此，随着耐火材料的大量消耗以及硅莫砖的大量消耗、以及氧化铝生产的高速发展，导致我国铝土矿资源日趋匮乏，尤其高铝富矿供给矛盾突出。而且目前所用硅莫砖均需要高温烧制，烧制过程不仅增加了能源消耗，而且会对环境造成一定的影响。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖及其制备方法。该免烧硅莫砖以固溶Ti(C,N)的电熔莫来石为主要原料，利用低品位铝土矿生产制备，避免了高品位铝土矿资源的消耗，能够充分利用资源富足的低品位铝土矿资源，且生产的硅莫砖性能突出，具有很好的社会经济效益。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖，该免烧硅莫砖由以下重量百分含量的组分制备而成：固溶Ti(C,N)电熔莫来石72～85％、碳化硅1～5％、煅烧氧化铝粉5～15％、结合粘土3～8％；外加占上述组分总重量3～5％的结合剂。进一步地，所述碳化硅中SiC的质量百分含量≥90％，碳化硅的粒度优选为80目～200目。进一步地，所述碳化硅包含有90碳化硅、93碳化硅及97碳化硅。进一步地，所述煅烧氧化铝粉中Al2O3的质量百分含量≥99％，粒度为500目。进一步地，所述结合粘土为粒度180～200目的细粉。进一步地，所述固溶Ti(C,N)电熔莫来石中Al2O3含量为65～75％，SiO2含量为15～25％，TiO2含量为5～8％，Fe2O3含量≤0.5％，体积密度≥3.0g/cm3。进一步地，所述固溶Ti(C,N)电熔莫来石不同粒度的质量百分含量分布为：3～5mm为10％，1～3mm为35％，0～1mm为20％，200目为15％。进一步地，所述结合剂为磷酸二氢铝，其比重为1.3～1.5。上述的固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按要求称取原料；(2)将固溶Ti(C,N)电熔莫来石细粉、煅烧氧化铝粉、碳化硅、结合粘土置于预混机中预混，预混时间不低于30分钟，得到预混合粉；(3)将固溶Ti(C,N)电熔莫来石颗粒料置于混炼机中混合1～3分钟，然后加入结合剂混合3～5分钟，再加入步骤a的预混合粉，混合10～15分钟，得到混合物料；(4)将步骤(3)所得混合物料加入组装好的模具内，采用压力机压制成型得到砖坯(优选630吨或1000吨级的压力机)；(5)步骤(4)成型的砖坯经干燥后，经过低温处理，得到固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖。进一步地，所述的干燥为在110℃干燥45-50小时至残留水分＜1.5％；所述低温处理为：将干燥后的砖坯在500～600℃条件下保温8～12小时。进一步地，所述的预混机优选为双螺旋预混机。进一步地，所述的混炼机优选为强力混炼机。进一步地，所述的压力机优选为630吨或1000吨级的压力机。与现有技术相比，本专利技术具有以下积极有益效果本专利技术通过使用固溶Ti(C,N)电熔莫来石为主要原料，采用磷酸盐结合经过低温处理，得到免烧硅莫砖。其中的Ti(CN)莫来石采用中低品位高铝矾土制备所得，即可满足硅莫砖的性能要求，减少了对高品位高铝矾土的消耗以及低品位高铝矾土资源的浪费，降低了生产成本。而且在高熔点、高强硬性、高耐磨、高导热、高耐腐蚀性等特点的Ti(C,N)的作用下，使本专利技术制备的免烧硅莫砖具有高强度、低气孔以及良好的热震稳定性和耐磨性能，产品性能可以和普通硅莫砖相媲美；同时该硅莫砖还能够取代一定量的碳化硅，进一步降低了生产成本，减少了碱的渗透，进一步降低了碱对回转窑筒体的腐蚀，提高了窑体的安全性能；在制备过程中，本专利技术制备的硅莫砖采用低温处理不需要高温烧成，相对于传统硅莫砖的烧制制备缩短了生产周期、降低了生产成本，也避免了高温过程中污染物的排放，有利于环境保护和铝土矿的综合利用，具有明显的社会经济效益。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术进行更加详细的说明，以便于对本专利技术技术方案的理解，但是并不用于对本专利技术保护范围的限制。以下实施例中采用的双螺旋预混机为VSH-2C/B型双螺旋锥形搅拌机，购自上海申银机械(集团)有限公司；采用的强力混炼机为R19型倾斜式强力混炼机，购自建湖申江机械有限公司；采用的压力机为HLDS-630T/B型电动螺旋压力机，购自郑州华隆机械有限公司。采用的固熔Ti(C,N)电熔莫来石购自北京禅联大成贸易有限公司；碳化硅分为90碳化硅(200目，SiC90.67％，甘肃泰河新材料科技有限公司)、93碳化硅(200目，SiC93.56％，郑州福美特进出口贸易有限公司)和97碳化硅(200目，SiC97.08％，巩义市源隆工贸有限公司)；结合粘土：Al2O331.87％、Fe2O32.15％，200目，武汉建业物资有限公司巩义分公司；煅烧氧化铝粉为开封和成无机非材料股份有限公司。实施例1一种固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖，由以下重量百分含量的组分制备而成：固熔Ti(C,N)电熔莫来石80％、90碳化硅2％、煅烧氧化铝粉10％、结合粘土8％；其中3～5mm电熔莫来石10％，1～3mm电熔莫来石35％，0～1mm电熔莫来石20％，200目电熔莫来石15％。外加占上述组分总重量3.2％的磷酸二氢铝(比重1.38)。其中的固熔Ti(C,N)电熔莫来石指标为：Al2O371.32％、SiO220.02％、Fe2O30.49％、TiO26.09％、体积密度为3.15g/m3；上述固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖的制备方法，包括以下步骤：(1)按上述配比称取原料，将细粉原料15kg电熔莫来石、2kg碳化硅、8kg结合粘土和10kg煅烧氧化铝粉置于双螺旋预混机中预混，预混时间为35分钟，得到预混合粉；(2)将颗粒原料65kg电熔莫来石置于强力混炼机中混合2分钟，然后加入3.2kg磷酸二氢铝混合4分钟，再加入步骤(1)中的预混合粉混合12分钟，得到混合物料；(3)将步骤(2)所得混合物料加入组装好的模具内，采用630吨级压力机压制成型得到砖坯；(4)步骤(3)成型的砖坯经干燥后，在500-600℃低温处理，保温10小时，得到固熔Ti(C,N)不烧硅莫砖。实施例2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖，其特征在于，该免烧硅莫砖由以下重量百分含量的组分制备而成：固溶Ti(C,N)电熔莫来石72～85％、碳化硅1～5％、煅烧氧化铝粉5～15％、结合粘土3～8％；外加占上述组分总重量3～5％的结合剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种固熔Ti(C,N)免烧硅莫砖，其特征在于，该免烧硅莫砖由以下重量百分含量的组分制备而成：固溶Ti(C,N)电熔莫来石72～85％、碳化硅1～5％、煅烧氧化铝粉5～15％、结合粘土3～8％；外加占上述组分总重量3～5％的结合剂。


2.根据权利要求1所述的免烧硅莫砖，其特征在于，所述碳化硅中SiC的质量百分含量≥90％，碳化硅的粒度优选为80目～200目。


3.根据权利要求1所述的免烧硅莫砖，其特征在于，所述煅烧氧化铝粉中Al2O3的质量百分含量≥99％，粒度为500目。


4.根据权利要求1所述的免烧硅莫砖，其特征在于，所述结合粘土为粒度180～200目的细粉。


5.根据权利要求1-4任一项所述的免烧硅莫砖，其特征在于，所述固溶Ti(C,N)电熔莫来石中Al2O3含量为65～75％，SiO2含量为15～25％，TiO2含量为5～8％，Fe2O3含量≤0.5％，体积密度≥3.0g/cm3。


6.根据权利要求5所述的免烧硅莫砖，其特征在于，所述固溶Ti(C,N)电熔莫来石不同粒度的质量百分含量分布为：3～5mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥魁，康剑，马淑龙，马飞，王治峰，孙艳粉，张积礼，倪高金，高长贺，
申请(专利权)人：北京金隅通达耐火技术有限公司，巩义通达中原耐火技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11