一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖及其制备方法技术

本发明专利技术属于干熄焦炉斜道区用耐火材料技术领域，具体涉及一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖及其制备方法，所述耐火砖原料包括如下重量份数的组分：碳化硅粉：60

【技术实现步骤摘要】
一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖及其制备方法


[0001]本专利技术属于干熄焦炉斜道区用耐火材料
，尤其涉及一种干熄焦炉用碳化硅耐 火砖及其制备方法。

技术介绍

[0002]干熄焦的主要设备干熄焦炉砌体属于竖窑式结构，正压状态的圆筒形直立砌体，整个 干熄炉外表被铁壳包围，内层采用不同的耐火砖砌筑而成，炉体自上而下，可分为预存室、 斜道区和冷却段。其中，斜道区的耐火定型制品逐层悬挑承托上部砌体的荷重，并且是逐 层改变气道深度的砖砌体，在此部位温度频繁波动，并受气流及焦炭粉尘激烈冲刷，还受 到上环形烟道进入的燃烧空气影响。因此，斜道区耐火砖砌体承受极大的机械载荷作用， 载荷对不同部位的耐火砖产生相应的张应力和压应力，这就要求斜道区耐材具备足够的耐 压及高温抗折强度；由于斜道区耐火砖沿斜道方向温度波动大，使其承受较大的热震破坏， 所以该区域材料必须具备高热震稳定性；而气流及焦炭粉尘的激烈冲刷使得砖体易被磨损 毁坏，故材料须具备优异的耐磨性能；在循环气体中除了惰性气体还含有还原气体(CO、H2)， 和少量的氧化性气体(O2、H2O)，并且焦炭表面的碱性物质等亦会对耐火砖产生化学侵蚀， 所以，斜道区耐材还必须具备良好的化学稳定性能及优异的抗氧化和抗CO气体侵蚀性能。
[0003]传统用于斜道区耐材的材质主要有莫来石—红柱石砖和红柱石—碳化硅砖等主要含铝 硅质的耐材，但使用二、三年后会出现开裂和折断等现象。近年来，氮化物结合碳化硅砖 被用于干熄焦炉斜道区牛腿，此类砖常温耐压及高温抗折强度高，但是，此类耐火材料也 有一个缺陷，就是材料硬度高，脆性大，韧性低，一旦受到机械应力或热应力出现裂纹后， 裂纹扩展比较快，直到砖完全断裂，影响使用寿命。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的问题，本专利技术提供了一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖及其制备方法，以 提供应用于干熄焦炉斜道区的具有良好综合性能的耐火材料。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖，所述耐火砖原料包括如下重量 份数的组分：
[0006]碳化硅粉：60
‑
110份；
[0007]金属硅粉：5
‑
15份；
[0008]碳化硅纤维：2
‑
10份；
[0009]助烧剂：0.5
‑
2份；
[0010]改善剂：1
‑
4份；
[0011]粘结剂：1
‑
4份。
[0012]进一步地，所述碳化硅纤维中，SiC的质量分数≥98％，所述碳化硅纤维的长度为 0.5
‑
5mm。
[0013]进一步地，所述碳化硅的粒度≤3mm，所述碳化硅粉中，1mm＜粒度≤3mm的质量分数为 30
‑
55％，0.074mm＜粒度≤1mm的质量分数为20
‑
40％，粒度≤0.074mm的质量分数为20
‑
35％； 所述碳化硅中，SiC的质量分数≥90％。
[0014]进一步地，所述金属硅粉的粒度≤0.074mm，所述金属硅粉中，Si的质量分数≥98％。
[0015]进一步地，所述金属硅粉的粒度≤0.044mm。
[0016]进一步地，所述粘结剂为羧甲基纤维素或聚乙烯醇。
[0017]进一步地，所述材料还包括重量份数为3～5％的水。
[0018]进一步地，所述助烧剂为如下至少一种：氧化钇、氧化镧、氧化铈。
[0019]进一步地，所述改善剂为如下至少一种：珍珠岩粉、耐火粘土。
[0020]另一方面，本专利技术还提供了上述的一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖的制备方法，所述方 法包括，
[0021]按所述重量份数，将碳化硅粉、金属硅粉和碳化硅纤维混合并搅拌5
‑
8min，获得第一 混合料；
[0022]按所述重量份数，将助烧剂、改善剂、粘结剂和水加入小型搅拌机混合并搅拌3
‑
5min， 获得第二混合料；
[0023]将所述第一混合料与所述第二混合料混合后困料32
‑
48小时，干燥后在1300
‑
1500℃温 度和氮气气氛下烧制，获得碳化硅耐火砖。
[0024]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0025]本专利技术提供了一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖及其制备方法，该耐火砖原料采用碳化硅 粉作为骨架同时配合特定重量份数的碳化硅纤维，一方面使耐火砖具有较高的强度、高的 抗热震性和耐磨性，另一方面使其具有良好的韧性，提高耐火砖的使用寿命。加入金属硅 粉，可以避免碳化硅粉被氧化，加入助烧剂和粘结剂可以提高碳化硅粉烧结过程的致密性， 提高耐火砖的强度，从而使耐火砖具有优良的综合性能。本专利技术实施例制成的耐火砖常温 耐压强度为204
‑
211MPa，高温抗折强度为29.7
‑
30.5MPa，强度高；剩余强度率为79
‑
82％， 抗热震性能好；磨损量为2.8
‑
3.2cm3，耐磨性好；使用寿命为12
‑
15年，断裂能为 230
‑
245J
·
m
‑2，韧性好；并且该耐火砖生产成本不高，利于推广应用。
具体实施方式
[0026]下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由 此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发 明，而非限制本专利技术。
[0027]在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使 用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域 技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
[0028]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市 场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0029]本专利技术实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0030]本专利技术实施例提供了一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖，该耐火砖原料包括如下重量
份数 的组分：
[0031]碳化硅粉，60
‑
110份；
[0032]金属硅粉，5
‑
15份；
[0033]碳化硅纤维：2
‑
10份；
[0034]助烧剂：0.5
‑
2份；
[0035]改善剂：1
‑
4份；
[0036]粘结剂：1
‑
4份。
[0037]各组分的作用如下：
[0038]碳化硅粉：主要用作骨料和部分基质，使耐火砖在比较宽的温度范围内有高强度、高 的抗热震性，优良的耐磨性，高热导率、耐化学侵蚀。
[0039]金属硅粉：氮化处理过程中生成硅的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖，其特征在于，所述耐火砖原料包括如下重量份数的组分：碳化硅粉：60
‑
110份；金属硅粉：5
‑
15份；碳化硅纤维：2
‑
10份；助烧剂：0.5
‑
2份；改善剂：1
‑
4份；粘结剂：1
‑
4份。2.根据权利要求1所述的一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖，其特征在于，所述碳化硅纤维中，SiC的质量分数≥98％，所述碳化硅纤维的长度为0.5
‑
5mm。3.根据权利要求1所述的一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖，其特征在于，所述碳化硅的粒度≤3mm，所述碳化硅粉中，1mm＜粒度≤3mm的质量分数为30
‑
55％，0.074mm＜粒度≤1mm的质量分数为20
‑
40％，粒度≤0.074mm的质量分数为20
‑
35％；所述碳化硅中，SiC的质量分数≥90％。4.根据权利要求1所述的一种干熄焦炉用碳化硅耐火砖，其特征在于，所述金属硅粉的粒度≤0.074mm，所述金属硅粉中，Si的质量分数≥98％。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟凯，崔园园，祝少军，李东涛，曹勇，温太阳，杨彬，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：