一种坚甲可塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种坚甲可塑料及其制备方法，该坚甲可塑料包括８０～９０％碳化硅和莫来石的混合物、２～１２％小于２２００目的含硅质微粉，８～１８％低温烧结剂，混合物中碳化硅为５～１５％、莫来石为８５～９５％。它的制备方法是采用莫来石碳化硅作为基质材料，用磷酸和磷酸铝作为结合剂，然后依次进行一次混炼、捆料、二次混炼、挤料、切坯、包装即成。本发明专利技术的优点是坚甲可塑料具有良好的耐磨性，常温耐压强度和致密性好并能有效提高耐材的使用寿命和可靠性，从而能减少耐材消耗和停炉次数，尤其适用于干熄焦炉工况条件下使用，能提高经济效益和节约资源；本发明专利技术所述制备方法不仅工艺简单易操作，而且能提高产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐火材料及其制备方法，具体说是。
技术介绍
干熄焦炉在生产过程中，焦炭由上而下的重力与耐材工作面的接触，产生摩擦，对 工作面而言，这种摩擦就是长期存在的机械磨损，随着日复一日的磨损，工作面开始出现粗 糙和逐渐剥落的耐材颗粒，表面结构疏松，加之，冷惰性气体氮气夹杂着炭粉随着气流不断 地对已然疏松的工作面撞击冲刷，在这种工况条件下，耐材的耐磨性受到了空前的考验，随 着时间的推移，内衬工作面一点点被剥蚀。由于砌筑时灰缝砌筑泥浆，没有像碳莫砖一样经受过烧成工序，与砖相比强度和 致密性都较差，再者，干后灰缝体积收缩，出现缝隙。无孔不入的气流夹带炭粉填入缝隙中， 受热后膨胀，将缝隙逐渐扩大，导致墙体结构受到破坏，硅莫砖也逐渐因受力情况的改变而 逐渐裂开，严重情况可能整块砖开成几块，几经磨难，整个墙体的承受能力越来越差，直至 功能丧失。如果不及时采用措施修补，有垮塌的危险。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是为了提供一种耐磨性好、常温耐压强度和致密性好并 能有效提高耐材的使用寿命和可靠性的坚甲可塑料。本专利技术的另一目的是为了提供一种工艺简单、能提高产品质量的坚甲可塑料的制 备方法。技术方案为了解决上述第一个目的，本专利技术所采用的技术方案是一种坚甲可 塑料，包括碳化硅和莫来石的混合物80 90%、小于2200目的含硅质微粉2 12%，低温 烧结剂8 18%，所述混合物中碳化硅为5 15%、莫来石为85 95% ；以上百分数均为质量百分数。本专利技术中加入SiC的目的，是由于炉内存在氮气氛围，这种冷惰性气体与SiC会直 接发生反应，生成氮化硅，氮化硅是一种具有较高耐磨性能的材质，可以对炉衬本身起到较 强的保护作用，从而增强砌体的耐磨性。所述低温烧结剂包括宜兴泥。所述宜兴泥是经过1100°C煅烧后得到的制品，宜兴泥中三氧化二铝的质量百分数 为35 40%。所述坚甲可塑料的临界粒径为10 20mm。所述含硅质微粉的纯度为99. 99%。为了解决上述第二个目的，所述的坚甲可塑料的制备方法，该方法包括如下步 骤1)配料按照上述各组分的质量百分数进行配料在由莫来石与碳化硅组成的混合物中加入小于2200目的含硅质微粉，用磷酸和磷酸铝作为结合剂，用宜兴泥作为低温 烧结剂；将所述混合物制成骨料和粉料，骨料的质量含量为60 70%、粉料的质量含量为 30 40% ； 2) 一次混炼先用磷酸与骨料、粉料、低温烧结剂混炼，然后困料1-3天，其中磷酸 的用量是骨料和粉料总重量的5 10% ；3) 二次混炼掺加外加剂、磷酸铝，混炼均勻，其中磷酸铝的用量为骨料和粉料总 重量的8 12% ；4)挤料；5)切坯6)包装将步骤5)所得坯料单独用塑料纸密封、编织袋外包装即得所述坚甲可塑 料。为了使混合均勻、能提高产品质量，加料顺序为先加骨料，后加结合剂，当颗粒全 部湿润后，再加粉料，低温烧结剂和外加剂，并添加磷酸铝，湿混10-15min。在步骤3)中，所述的外加剂为速凝剂、减水剂中的一种或两种；速凝剂、减水剂的 加入主要取决于温度、湿度、风速等气象条件及现场的施工条件。所述磷酸的浓度为50%以上。本专利技术中由于碳化硅、莫来石中含有铁，所以采用该方法中的一次混炼工序，目的 是为了除掉碳化硅和莫来石中的铁质，原理是基质材料中加入了磷酸，磷酸与铁能反应生 成磷酸铁与氢气，该材料中氢气必须在材料成型前完全释放(简称为“曝气”)，避免砌体产 生气孔和疏松，从而提高产品的性能。有益效果与现有技术相比，本专利技术的优点是坚甲可塑料具有良好的耐磨性，常 温耐压强度和致密性好并能有效提高耐材的使用寿命和可靠性，从而能减少耐材消耗和停 炉次数，尤其适用于干熄焦炉工况条件下使用，能提高经济效益和节约资源；本专利技术坚甲可 塑料的制备方法，不仅工艺简单易操作，而且能提高产品质量。具体实施例方式下面通过实施例来进一步阐述本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不 用于限制本专利技术的范围。实施例1 本专利技术一种坚甲可塑料，包括80%碳化硅和莫来石的混合物，低温烧结 剂为18%，在混合物中碳化硅为5%、莫来石为95%，小于2200目的含硅质微粉为2%，以 上百分数均为质量百分数。低温烧结剂采用经过1100°C煅烧后得到的宜兴泥，宜兴泥中三 氧化二铝的质量百分数为35 40% ；含硅质微粉的纯度为99. 99%。所述坚甲可塑料的临界粒径为10 20mm。临界粒径的大小随着施工过程中需要 砌筑的坚甲可塑料砌体厚度来确定。本专利技术中坚甲可塑料具有以下特性a、耐压强度耐压强度是材料试样在受到压力负荷的作用而破坏中的极限应力。强度大小取决 于结合剂及其外加剂的种类和用量，也受到原材料纯度、配合比、拌和用液体数量、施工方 法和养护制度等因素的影响。在试验过程中我们考核了 850°C X 3h时的耐压强度为72Mpa，这是材料烧结后的指标。由于可塑料在常温时的强度很小，我们在施工时除采用磷酸为结 合剂外，还添加了早强剂、固化剂等外加剂作为提高耐材另时强度的手段(即常温耐压强 度)，以便能确保连续施工和工期。但这个强度(类似烧结强度)是暂时的，是靠化学方法 获得的，到材料烧结前这个强度起着非常重要的作用。b、抗热震性抗热震性又称急冷急热性、温度急变抵抗性和热稳定性。材料在使用过程中，温度 的升、降不可避免，使之产生膨胀和收缩。产生热应力。当热应力超过自身结构强度时，就 发生了开裂和剥落，甚至使衬体崩溃。这一使用性能是衡量材料质量的关键指标，也是设计 的选材和使用操作的依据之一。抗热震性与材料的化学矿物组成、微观结构、物料颗粒及配制工艺、热膨胀和热导 率等性能有着密切关系，与材料的结构强度也有密切关系。一般来说，材料的热膨胀率大， 抗热震性差，热导率越高，抗热震性越好。在设计选材的过程中，掺加碳化硅(SiC)就是我 们对这一指标作出重要考虑的原因。SiC的热导率相对较高，是高导热材料的首选材料，另 外用磷酸做结合剂也是出于同样的考虑。资料和研究显示，磷酸结合的材料抗热震性能可 提高3-5倍，坚甲可塑料充分考虑了这一使用性能的重要性。C、耐磨性耐磨性是抵抗摩擦蚀损的能力，可预测坚甲可塑料在磨损和冲刷环境中的适用 性。我们在试验过程中，对多组试块进行检测，被测试块均达到6cc，这一指标反应，坚甲可 塑料的耐磨性已经达到使用要求。实施例2 本专利技术一种坚甲可塑料，包括90%碳化硅和莫来石的混合物、低温烧结 剂为8%、小于2200目的含硅质微粉为12%，在混合物中碳化硅为15%、莫来石为85%，以 上百分数均为质量百分数。低温烧结剂采用经过1100°C煅烧后得到的宜兴泥，宜兴泥中三 氧化二铝的质量百分数为35 40% ；含硅质微粉的纯度为99. 99%。本专利技术中加入SiC的目的，是由于炉内存在氮气氛围，这种冷惰性气体与SiC会直 接发生反应，生成氮化硅，氮化硅是一种具有较高耐磨性能的材质，可以对炉衬本身起到较 强的保护作用，从而增强砌体的耐磨性。实施例3 本专利技术一种坚甲可塑料，包括85%碳化硅和莫来石的混合物、低温烧结 剂为13%、小于2200目的含硅质微粉为8%，在混合物中碳化硅为10%、莫来石为90%，以 上百分数均为质量百分数。低温烧结剂采用经过1100°C煅烧后得到的宜兴泥，宜兴泥中三 氧化二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坚甲可塑料，其特征在于包括碳化硅和莫来石的混合物８０～９０％、小于２２００目的含硅质微粉２～１２％，低温烧结剂８～１８％，所述混合物中碳化硅为５～１５％、莫来石为８５～９５％；以上百分数均为质量百分数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪明，邵志君，
申请(专利权)人：宜兴市炉顶密封工程有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]