一种低内应力干熄焦柱部砖及其制备方法技术

本申请涉及干熄焦柱部砖的技术领域，更具体地说，它涉及一种低内应力干熄焦柱部砖及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种低内应力干熄焦柱部砖及其制备方法


[0001]本申请涉及干熄焦柱部砖的
，更具体地说，它涉及一种低内应力干熄焦柱部砖及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着高炉炼铁和炼钢技术的不断发展，干熄焦项目量也在持续扩大，但是根据近年来干熄焦检维修情况可以看出，干熄焦项目存在的问题主要是干熄室柱部容易出现断裂和剥损
。
[0003]从柱部砖损坏规律来看，柱部砖在使用过程中从端部砖的中间砖缝开始膨胀，并随着焦粉
、
循环风量的冲蚀和柱部支腿上下部位温度波动的影响，裂纹发生持续延伸和扩展，直至柱部砖从某一层开始剥落缺损，进而影响整个柱部受力的分布，加快柱部砖的破损，即柱部砖的破损与其热震稳定性能存在密切关联
。
[0004]莫来石红柱石具有优良的热震稳定性能，因此其逐渐被干熄焦项目所应用
。
但是莫来石红柱石低膨胀耐火材料的高温强度不高，存在前部砖容易出现缺损或损毁的现象
。
因此，目前亟需一种兼具优良热震稳定性及高温强度的耐火材料以应用至干熄焦柱部砖中
。

技术实现思路

[0005]为了改善干熄焦柱部砖的热震稳定性及高温强度，本申请提供一种低内应力干熄焦柱部砖及其制备方法
。
[0006]第一方面，本申请提供一种低内应力干熄焦柱部砖，采用如下的技术方案：一种低内应力干熄焦柱部砖，包括以下重量份的原料：
35
‑
40
份碳化硅
、25
‑r/>30
份矾土
、5
‑
10
份莫来石
、15
‑
20
份氧化铝
、10
‑
15
份低膨胀骨料
、1
‑3份硅粉
、3
‑5份苏州土及3‑4份糊精
。
[0007]碳化硅具有较低的热膨胀系数和优异的热震稳定性，其能够在急剧温度变化下保持稳定，不易发生热裂纹和破坏
。
同时，碳化硅还具有较高的硬度和刚性，能够承载较大的压力和重载，但是在高温下，莫来石碳化硅砖仍存在脆性断裂及柱腿压裂的问题
。
[0008]矾土
、
氧化铝
、
低膨胀骨料及硅粉均能够在急剧温度变化下保持较好的稳定性，不易发生热裂纹和破坏，同时还具有较低的热膨胀系数和优异的热震稳定性
。
另外，矾土及氧化铝还具有优良的抗压强度，能承受较大的压力和载荷，在高温下强度不会明显下降，仍能承受一定压力
。
[0009]因此，在矾土
、
氧化铝
、
低膨胀骨料及硅粉与碳化硅莫来石配合后，制备得到的干熄焦柱部砖在具有极为优良的热震稳定性的同时，还具有优良的高温强度，有效改善莫来石碳化硅砖容易脆性断裂及柱腿压裂的问题
。
[0010]优选的，所述低内应力干熄焦柱部砖中，碳化硅粒径为
0.5
‑
1mm、
矾土粒径为1‑
3mm
和3‑
5mm
，莫来石粒径为1‑
3mm
，0‑
0.5mm
和
200
目；氧化铝粒径为
5um
，硅粉粒径为
200
目，苏州
土粒径为
325
目，低膨胀骨料粒径为1‑
3mm。
[0011]通过采用上述技术方案，将低内应力干熄焦柱部砖各原料进行不同粒径的级配，从而形成更为致密的堆积，有效提高低内应力干熄焦柱部砖的致密度，进而提高低内应力干熄焦柱部砖的常温强度及高温强度
。
[0012]优选的，所述低膨胀骨料包括以下重量份的原料：
20
‑
30
份氮化硅
、10
‑
20
份碳化钛
、4
‑
10
份氮化钛
、1
‑2份氧化铝
、1
‑2份氧化钇及2‑4份辅助碳化物，所述低膨胀骨料内含有多气孔
。
[0013]由于低膨胀骨料内含有多气孔，而气孔相当于一个应力集中器，即有气孔的区域就有应力集中现象
。
当裂纹到达气孔处时，气孔会迫使裂纹出现偏转或分叉，而裂纹的偏转和分叉延长了裂纹扩展的路径，弱化了裂纹尖端的扩展动力，减小了裂纹尖端的应力集中，很大程度上消耗了基体内储存的弹性应变力，进而提高材料本身的热震稳定性
。
[0014]但是，由于气孔的存在，低膨胀骨料的常温强度及高温强度均明显降低
。
而氮化硅
、
碳化钛及氮化钛的配合使用时，碳化钛及氮化钛可以作为硬质相，氮化硅可以作为粘接相，进而形成钛（碳氮）硅金属基体系
。
再加上当氮化硅
、
碳化钛
、
碳化钛及辅助碳化物采用上述质量比例时，碳氮比获得平衡，进而促使低膨胀骨料的晶粒变细，提高低膨胀骨料的硬度和强度
。
[0015]另外，氧化铝及氧化钇则作为烧结助剂促进钛（碳氮）硅金属基体系的形成，同时提高低膨胀骨料骨架部分的致密性，进而提高低膨胀骨料的常温强度及高温强度
。
[0016]优选的，所述辅助碳化物为碳化钼
、
碳化锆及碳化铌的混合物
。
[0017]碳化钼可以提高碳化硅对干熄焦柱部砖的润湿性，提高干熄焦柱部砖的细度，提高干熄焦柱部砖的抗弯性能，碳化锆可以抑制晶粒的变大，间接提高干熄焦柱部砖的强度，而碳化铌可以直接改善干熄焦柱部砖的硬度及高温抗弯性
。
因此，当碳化钼
、
碳化锆及碳化铌混合时候时，制备得到的干熄焦柱部砖将具有更为优良的高温强度及热震稳定性
。
[0018]优选的，所述碳化钼
、
碳化锆及碳化铌的质量比例为（2‑4）：1：（1‑2）
。
[0019]当碳化钼
、
碳化锆及碳化铌采用上述质量比例时，制备得到的干熄焦柱部砖将具有更为优良的高温强度及热震稳定性
。
[0020]优选的，所述低膨胀骨料的制备方法包括以下步骤：步骤一
、
将氮化硅
、
碳化钛
、
氮化钛
、
氧化铝
、
氧化钇及辅助碳化物进行混合，随后添加乙醇并进行球磨，得到混合粉料；步骤二
、
采用模压成型方法对混合粉料进行预压，得到骨料基体，其中通过调节成型压力控制骨料基体气孔率；步骤三
、
将骨料基体进行烧结成型，烧结温度
1700
‑
1900℃
，保温时间2‑
3h
，
N2气氛，最后破碎得到低膨胀骨料
。
[0021本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低内应力干熄焦柱部砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：
35
‑
40
份碳化硅
、25
‑
30
份矾土
、5
‑
10
份莫来石
、15
‑
20
份氧化铝
、10
‑
15
份低膨胀骨料
、1
‑3份硅粉
、3
‑5份苏州土及3‑4份糊精
。2.
根据权利要求1所述的低内应力干熄焦柱部砖，其特征在于：所述低内应力干熄焦柱部砖中，碳化硅粒径为
0.5
‑
1mm、
矾土粒径为1‑
3mm
和3‑
5mm
，莫来石粒径为1‑
3mm
，0‑
0.5mm
和
200
目；氧化铝粒径为
5um
，硅粉粒径为
200
目，苏州土粒径为
325
目，低膨胀骨料粒径为1‑
3mm。3.
根据权利要求1所述的低内应力干熄焦柱部砖，其特征在于：所述低膨胀骨料包括以下重量份的原料：
20
‑
30
份氮化硅
、10
‑
20
份碳化钛
、4
‑
10
份氮化钛
、1
‑2份氧化铝
、1
‑2份氧化钇及2‑4份辅助碳化物，所述低膨胀骨料内含有多气孔
。4.
根据权利要求3所述的低内应力干熄焦柱部砖，其特征在于：所述辅助碳化物为碳化钼
、
碳化锆及碳化铌的混合物
。5.
根据权利要求4所述的低内应力干熄焦柱部砖，其特征在于：所述碳化钼
、
碳化锆及碳化铌的质量比例为（2‑4）：1：（1‑2）
。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：常雅楠，高配亮，吴凤乔，刘静，庞启玉，宋婷婷，张羽，蔡国庆，秦建涛，李慧雯，
申请(专利权)人：山东耐材集团鲁耐窑业有限公司，
类型：发明
国别省市：