一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及耐火材料领域，尤其涉及一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料，按照重量份数计，其包括：骨料60~80份、粉料30~45份以及结合剂3~8份；其中，所述骨料包括铁铝尖晶石以及多孔硅铝陶瓷，所述多孔硅铝陶瓷由二氧化硅、氧化铝以及氧化硼烧结得到。本发明专利技术中的陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料其通过骨料以及粉料之间的合理配置，能够有效提升浇注料在浇注成型之后的致密性，同时，本发明专利技术中的硅铝陶瓷其为多孔结构，因此在浇注料各组分烧结过程中，硅铝陶瓷中的孔隙能够吸收各组分融合过程中产生的体积膨胀，从而减少浇注料烧结后的内应力，减少了开裂剥离的缺陷。使得浇注料在烧结后既拥有良好的致密性，又能够释放内部的应力，使得整体结构更加稳定。使得整体结构更加稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐火材料领域，尤其涉及一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料及其制备方法。

技术介绍

[0002]窑口专用耐火浇注料是指针对窑口及湿法窑链条带等部位这种特殊位置而选用的耐火材料。特别是前窑口耐火衬，使用温度在1100℃左右，需要承受急冷、急热气流冲击，高温水泥熟料磨损和高温有害气体碱腐蚀等，使用条件十分苛刻。
[0003]目前水泥窑用浇注料通常采用镁铝尖晶石作为骨料，然而镁铝尖晶石中国通常含有一定的游离氧化镁或者氧化铝，其在高温作用下会进一步形成尖晶石结构，这有助于耐热性的提升。然而在尖晶石结构形成的过程中，其体积也会发生明显的膨胀，导致浇注料容易剥落，若采用粘结剂进行抗剥落，则会使得浇注料的热抗震性与耐侵蚀性降低，且容易吸附杂质，表面黏附物不易清理。
[0004]例如申请号为CN201910226966.X公开的碳化硅抗结皮浇注料及其制备方法，该浇注料由下述重量份原料制备得到：焦宝石砖废料20~25份、刚玉砖废料18~23份、铝镁尖晶石砖废料16~22份、碳化硅粉7~12份、微硅粉6~10份、氧化铝粉8~13份、铝酸钙水泥9~11份、氮化硅粉6~8份、防爆纤维0.1~0.25份、高温粘结剂1~2份、减水剂0.5~1份、水6~9份；该浇注料的制备方法为：原材料粉碎
‑
制备初始混料
‑
制备浇注料，本专利技术中的该浇注料的抗裂性能好，微硅粉在高温下与氧气反应生成氧化硅，从而堵塞了防爆纤维和其它物质之间的较大缝隙，避免了其它物质的侵入腐蚀，抗结皮的能力好，氧化铝可以在氮化硅光滑面的外侧形成一道氧化铝保护层，从而避免氮化硅在高温下发生反应。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了克服现有技术中的镁铝尖晶石浇注料的使用寿命较短，使用过程中容易发生体积膨胀的缺陷，提供了一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料及其制备方法用以克服上述缺陷。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料，按照重量份数计，包括：骨料60~80份、粉料30~45份以及结合剂3~8份；其中，所述骨料包括铁铝尖晶石以及多孔硅铝陶瓷；所述多孔硅铝陶瓷由二氧化硅、氧化铝以及氧化硼烧结得到。
[0007]本专利技术中的陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料其通过骨料以及粉料之间的合理配置，能够有效提升浇注料在浇注成型之后的致密性。
[0008]同时，本专利技术中的窑口浇注料中采用铁铝尖晶石以及多孔硅铝陶瓷作为骨料，其中的铁铝尖晶石采用优质氧化铝和含铁化合物经过高温精炼而成，属于人工合成的尖晶石。其相较于镁铝尖晶石而言，其耐高温、抗热震以及抗剥落效果更好，将其应用于浇注料
之中后能够有效提升浇注料的各项综合性能。
[0009]本专利技术还在骨料中添加有一定的多孔硅铝陶瓷，其由二氧化硅以及氧化铝烧结得到，因此在烧结过程中能够形成莫来石相的陶瓷结构，其具有良好的热稳定性能以及抗热震性能，同时由于其结构中还存在有一定的氧化硼结构，这类氧化硼结构首先能够在浇注料的烧结过程中能够作为桥梁以及连接点，从而使得多孔硅铝陶瓷能够更好地与其他组分相融合；其次，硼硅在烧结过程中形成硼硅陶瓷结构，其热稳定性能以及机械性能良好，从而使得添加有一定硼含量的硅铝陶瓷的各项性能更加优异。因此，在硅铝陶瓷中添加一定量的硼元素能够使得浇注料在烧结后，最终形成均一稳定的结构，使得其抗剥离效果大幅提升。
[0010]此外，本专利技术中的硅铝陶瓷其为多孔结构，因此在浇注料各组分烧结过程中，硅铝陶瓷中的孔隙能够吸收各组分融合过程中产生的体积膨胀，从而减少浇注料烧结后的内应力，减少了开裂剥离的缺陷。使得浇注料在烧结后既拥有良好的致密性，又能够释放内部的应力，使得整体结构更加稳定。
[0011]作为优选，所述粉料包括氧化铝微粉、碳化硅粉、鳞片石墨粉以及金属硅粉；所述结合剂包括硼酐以及硅溶胶。
[0012]作为优选，所述浇注料按照重量份数计，包括：铁铝尖晶石40~50份、多孔硅铝陶瓷20~30份、氧化铝微粉15~20份、碳化硅粉8~12份、金属硅粉5~10份、鳞片石墨粉2~3份、硼酐0~1份以及硅溶胶1~4份。
[0013]作为优选，所述浇注料按照重量份数计，包括：铁铝尖晶石45份、多孔硅铝陶瓷26份、氧化铝微粉18份、碳化硅粉10份、金属硅粉6份、鳞片石墨粉2.5份、硼酐0.5份以及硅溶胶3份。
[0014]作为优选，所述多孔硅铝陶瓷的制备方法如下：（1）将四乙氧基硅烷以及硼酸溶于水中，水解得到硅溶胶；（2）向硅溶胶中加入氧化铝微粉以及造孔剂，混合均匀后，得到糊状混合物；（3）将糊状混合物模压成球状颗粒，风干得到胚料；（4）将胚料以此经过热烧结以及陶瓷化，得到多孔硅铝陶瓷。
[0015]本专利技术中的多孔硅铝陶瓷其中的二氧化硅由四乙氧基硅烷水解得到，因此将其与氧化铝微粉混合的过程中为液
‑
固混合，因此相较于常规的固
‑
固混合而言，混合更加均匀彻底。同时，硅溶胶在水解过程中能够与氧化铝中的羟基继续反应连接，从而形成稳定均一的结构。因此，在烧结过程中更易于反应形成陶瓷化结构。
[0016]作为优选，所述四乙氧基硅烷、硼酸、氧化铝微粉以及造孔剂的质量比为80：（0.5~2）：（65~80）：（10~20）。
[0017]本专利技术中的多孔硅铝陶瓷在制备过程中，其中的四乙氧基硅烷与氧化铝微粉之间的质量配比按照莫来石陶瓷的配比进行设置，其中氧化铝微粉占最终形成的氧化铝+氧化硅质量总和的70%以上，从而更易形成莫来石结构。
[0018]专利技术人在实际的生产过程中发现，硼酸的添加量对于最终的陶瓷结构的形成具有一定的影响。当硼酸的添加量过低时，在形成陶瓷结构时，所需的温度较高，反应条件较为苛刻，同时对于硅溶胶的增粘效果较差，使得硅溶胶与氧化铝微粉之间的粘结紧密度较低。而当硼酸的添加量过大时，则会形成过多的玻璃状的低熔物，导致陶瓷的力学强度下降，对
于浇注料而言显然是不利的。
[0019]作为优选，所述造孔剂为淀粉、聚苯乙烯微球、碳酸氢铵或者聚乙二醇中的一种或多种的组合。
[0020]作为优选，所述步骤（4）中热烧结温度为750~900℃，烧结时间为3~8h。
[0021]作为优选，所述步骤（4）中陶瓷化温度为1250~1600℃，烧结时间3~6h。
[0022]一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料的制备方法，包括以下步骤：（S.1）将结合剂溶于水中，形成结合剂溶液；（S.2）将结合剂溶液均匀喷洒在多孔硅铝陶瓷表面后，加入粉料，混合均匀，再加入铁铝尖晶石继续混合均匀，即得所述窑口浇注料。
[0023]因此，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术中的陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料其通过骨料以及粉料之间的合理配置，能够有效提升浇注料在浇注成型之后的致密性。
[0024]（2）本专利技术中的浇注料相较于现有技术而言，其耐高温、抗热震以及抗剥落效果更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料，其特征在于，按照重量份数计，包括：骨料60~80份、粉料30~45份以及结合剂3~8份；其中，所述骨料包括铁铝尖晶石以及多孔硅铝陶瓷；所述多孔硅铝陶瓷由二氧化硅、氧化铝以及氧化硼烧结得到。2.根据权利要求1所述的一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料，其特征在于，所述粉料包括氧化铝微粉、碳化硅粉、鳞片石墨粉以及金属硅粉；所述结合剂包括硼酐以及硅溶胶。3.根据权利要求2所述的一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料，其特征在于，所述浇注料按照重量份数计，包括：铁铝尖晶石40~50份、多孔硅铝陶瓷20~30份、氧化铝微粉15~20份、碳化硅粉8~12份、金属硅粉5~10份、鳞片石墨粉2~3份、硼酐0~1份以及硅溶胶1~4份。4.根据权利要求3所述的一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料，其特征在于，所述浇注料按照重量份数计，包括：铁铝尖晶石45份、多孔硅铝陶瓷25份、氧化铝微粉18份、碳化硅粉10份、金属硅粉6份、鳞片石墨粉2.5份、硼酐0.5份以及硅溶胶3份。5.根据权利要求1~4中任意一项所述的一种陶瓷结合铁铝尖晶石窑口浇注料，其特征在于，所述多孔硅铝陶瓷的制备方法如下：（1）将四乙氧基硅烷以及硼酸溶于水中，水解得到硅溶胶；...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国平，王立旺，王琪，朱玉萍，李新明，彭晶晶，方利华，
申请(专利权)人：浙江锦诚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：