本发明专利技术涉及耐火材料领域中的一种赛隆－碳化硅－刚玉复合耐火材料的制备方法。原料组成为：刚玉１５－２５％，碳化硅颗粒４５－５５％，碳化硅细粉８－１２％，赛隆１７－２５％。工艺过程为先将碳化硅颗粒加入行星式混料机中混合４－６分钟，加入碳化硅细粉、刚玉、赛隆再混合８－１２分钟，加入占原料总质量比３－４％的结合剂后，在行星式混料机中混合２５－３５分钟；压制成耐火砖坯；在３０－１５０℃的温度下干燥；置于氮化炉中并充入高纯氮气连续加热升温烧结，降温和冷却。本发明专利技术通过赛隆结合相来改善耐火砖的使用性能，并取得了明显的使用效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐火材料领域中的。
技术介绍
现阶段高温窑炉在炉身下部、炉腰、炉腹等处主要采用氮化硅结合碳化硅的耐火 材料，这种材料的使用寿命较过去碳砖等复合材料有了较大的提高，同时具有一定节能降 耗的效果。随着高炉内衬结构及冶炼强度的不断提高，钢铁企业需要更长的高炉寿命这种 要求下，氮化硅结合碳化硅在抵抗熔融铁水、炉渣、碱金属和煤气联合侵蚀的综合性能方面 尚有一定的缺陷，难以满足更长寿命的高炉要求；另外在炉腹、炉腰、炉下部还存在剧烈的 热冲击、碱金属、熔融、渣铁等导致的热震破坏、化学侵蚀和机械磨损等。氮化硅结合碳化硅 砖已难以满足高炉更长寿命的要求，对这些部位进行维修(中修)往往造成巨大的经济损 失。研究表明，目前采用的耐火砖部分含有主晶相和结合相，结合相均为陶瓷结合和化学结 合，在高炉内的熔融渣铁、煤气和碱金属等侵蚀介质共存的高温状态下，侵蚀介质先与结合 相发生化学反应，生成低熔点化合物，从而降低了耐火砖抵抗熔融渣铁、煤气、碱金属的化 学侵蚀及热震冲击和机械磨损的性能。赛隆材料是以AL、0固溶到Si3N4的固溶体，是最近三十年来发展起来的一种高性 能耐火材料，与传统的氧化物相比，该材料的综合性能十分优越，其中包括机械性能(高强 度、高硬度、高韧性和高耐磨等)、热学性能(耐高温、抗热冲击等)、物理性能(密度小、膨 胀系数低)和化学性能(耐腐蚀、耐冲刷等)有着广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术缺陷，充分利用赛隆材料的特性，提出了一种抗侵蚀性能优良的赛隆_碳化硅_刚玉复合耐火材料。其技术方案(1)原料组成和质量比为240-325目的刚玉15_25%，粒径0. 5_3mm 之间碳化硅颗粒45-55%，碳化硅细粉8-12%，赛隆17-25%，其中，碳化硅颗粒为SiC含量 大于98%、Fe2O3含量不大于0.2%，碳化硅细粉为Si含量大于98%、Fe2O3含量小于0. 3% 和颗粒粒度325目；(2)配料工序先将碳化硅颗粒加入行星式混料机中混合4-6分钟，力口 入碳化硅细粉、刚玉、赛隆再混合8-12分钟，加入占原料总质量比3-4%的结合剂后，在行 星式混料机中混合25-35分钟；(3)成型工序把混制好的原料用振动成型机或液压成型机 压制成耐火砖坯；(4)烘干工序将成型好的耐火砖坯在30-150°C的温度下干燥，干燥后的 水分应减少4% ； (5)氮化烧成工序把干燥好的砖坯置于氮化炉中并充入高纯氮气连续加 热升温，氮化炉升温速度控制在40-200°C /小时，升温至1390°C -1400°C温度，在该温度范 围内保持20-22小时后停止加热，自然降温至700-850°C时，停止充入氮气，冷却至室温后 开炉可得到赛隆_碳化硅_刚玉复合耐火砖。所述的结合剂为木质素或黄糊精，高纯氮气的N2含量不小于99. 99%。本专利技术通过赛隆结合相来改善耐火砖的使用性能，并取得了明显的效果。具体实施例方式实施例1 一种赛隆-碳化硅-刚玉复合的耐火砖，以重量百分比表示，240-325目 刚玉20 %，碳化硅颗粒0. 5-3mm50 %，碳化硅细粉10 %，赛隆20 %。配料先将碳化硅颗粒加入行星式混料机中混合5分钟，加入碳化硅细粉、刚玉、 赛隆再混合10分钟，加入按总配料重量的3%加入结合剂(结合剂为木质素或黄糊精)后 再在行星式混料机中混合30分钟。成型把混制好的原料，根据实际理论重量测重后，压制成520X360X90的制品， 压机可为振动成型机、液压成型机。烘干将成型好的赛隆-碳化硅-刚玉耐火砖坯在75°C的温度下干燥，干燥后的 水分应减少4%。氮化烧成把干燥好的砖坯置于氮化炉中并充入高纯氮气(N2纯度大于99. 99% ) 连续加热升温，氮化炉可采用电加热、升温速度控制在200°C /小时，升温至1400°C，在该温 度范围内保温21小时后停止加热，自然降温至850°C时，停止充入氮气，冷却至室温后开炉 方可得到赛隆_碳化硅_刚玉复合耐火(砖)材料。砖体理化性能体密-2. 8g/cm3,显气孔率14，耐压强度215mpa，常温抗折强度 62mpa，高温抗折强度85mpa，坩埚法抗水晶石侵蚀能力和氮化硅结合碳化硅相比效果明显。实施例2 以重量百分比配比，碳化硅颗粒0. 5_3mm55%，刚玉20%，碳化硅细粉 8%，赛隆 17%。配料先将碳化硅颗粒加入行星式混料机中混合4分钟，加入碳化硅细粉、刚玉、 赛隆再混合12分钟后，按总配料重量的4%加入结合剂(结合剂为木质素、黄糊精)后再行 星式混料机中混合28分钟。成型把混制好的原料，根据实际理论重量测重后，压制成520X360X90的制品， 压机可为振动成型机、液压成型机。干燥将成型好的赛隆-碳化硅-刚玉耐火砖坯在120°C的温度下干燥，干燥后的 水分应减少4%。氮化烧成把干燥好的砖坯置于氮化炉中并充入高纯氮气(N2纯度大于99. 99% ) 连续加热升温，氮化炉可采用电加热、升温速度控制在60°C /小时，升温至1395°C温度的范 围时，在该温度范围内保温21小时后停止加热，自然降温至850°C时，停止充入氮气，冷却 至室温后方可得到赛隆_碳化硅_刚玉复合耐火材料。砖体理化性能显气孔率14、体积密度> 2. 8g/cm3、耐压强度210mpa、常温抗折 强度60mpa、高温抗折强度80mpa、坩埚法抗水晶石侵蚀能力和氮化硅结合碳化硅相比为 特优。实施例3 以重量百分比配比碳化硅颗粒55%，刚玉17%、碳化硅细粉8%，赛隆 20%。配料先将碳化硅颗粒加入行星式混料机中混合5分钟，加入碳化硅细粉、刚玉赛 隆再混合10分钟后，按总配料重量的4%加入结合剂后(结合剂为木质素或黄糊精)再行 星式混料机中混合30分钟。成型把混制好的原料，根据实际理论重量测重后，压制成520X360X90的制品，压机可为振动成型机、液压成型机。干燥将成型好的赛隆_碳化硅_刚玉耐火砖坯在45°C的温度下干燥，干燥后的 水分应减少4% .氮化烧成把干燥好的砖坯置于氮化炉中并充入高纯氮气(N2大于99. 99% )连续加热升温，氮化炉可采用电加热、升温速度控制在100°c /小时，升温至1400°C温度的范围 时，在该温度范围内保温21小时后停止加热，自然降温至750°C时，停止充入氮气，冷却至 室温后方可得到赛隆_碳化硅_刚玉复合耐火材料。砖体理化性能显气孔率15、体积密度> 2. 68g/cm3、耐压强度180mpa、常温抗折 强度48mpa、高温抗折强度56mpa、坩埚法抗水晶石侵蚀能力和氮化硅结合碳化硅相比略 优。权利要求，其特征是(1)原料组成和质量比为240-325目的刚玉15-25％，粒径0.5-3mm之间碳化硅颗粒45-55％，碳化硅细粉8-12％，赛隆17-25％，其中，碳化硅颗粒为SiC含量大于98％、Fe2O3含量不大于0.2％，碳化硅细粉为Si含量大于98％、Fe2O3含量小于0.3％和颗粒粒度325目；(2)配料工序先将碳化硅颗粒加入行星式混料机中混合4-6分钟，加入碳化硅细粉、刚玉、赛隆再混合8-12分钟，加入占原料总质量比3-4％的结合剂后，在行星式混料机中混合25-35分钟；(3)成型工序把混制好的原料用振动成型机或液压成型机压制成耐火砖本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种赛隆－碳化硅－刚玉复合耐火材料的制备方法，其特征是：（１）原料组成和质量比为：２４０－３２５目的刚玉１５－２５％，粒径０．５－３ｍｍ之间碳化硅颗粒４５－５５％，碳化硅细粉８－１２％，赛隆１７－２５％，其中，碳化硅颗粒为ＳｉＣ含量大于９８％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］含量不大于０．２％，碳化硅细粉为Ｓｉ含量大于９８％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］含量小于０．３％和颗粒粒度３２５目；（２）配料工序：先将碳化硅颗粒加入行星式混料机中混合４－６分钟，加入碳化硅细粉、刚玉、赛隆再混合８－１２分钟，加入占原料总质量比３－４％的结合剂后，在行星式混料机中混合２５－３５分钟；（３）成型工序：把混制好的原料用振动成型机或液压成型机压制成耐火砖坯；（４）烘干工序：将成型好的耐火砖坯在３０－１５０℃的温度下干燥，干燥后的水分应减少４％；（５）氮化烧成工序：把干燥好的砖坯置于氮化炉中并充入高纯氮气连续加热升温，氮化炉升温速度控制在４０－２００℃／小时，升温至１３９０℃－１４００℃温度，在该温度范围内保持２０－２２小时后停止加热，自然降温至７００－８５０℃时，停止充入氮气，冷却至室温后开炉可得到赛隆－碳化硅－刚玉复合耐火砖。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：巴爱民，
申请(专利权)人：山东宇佳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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