一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料的制作方法

文档序号:11210365

本发明涉及一种耐火材料,特别是一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料及其制备方法。



背景技术:

干熄焦是干法熄灭炽热焦炭的简称。

干熄焦装置装置斜道区耐火材料使用环境恶劣,易损坏,寿命短。传统的斜道区使用的耐火材料是莫来石-碳化硅材料,其具有良好的抗氧化性、较好的热震稳定性、耐磨损和抗侵蚀性能;而新兴的氮化硅结合碳化硅材料因具有耐高温、高温强度大、热抗震等优异性能,而且还会发生氮化不透的问题。



技术实现要素:

发明目的:本发明的目的在于解决现有的氮化硅结合碳化硅材料斜道区耐火材料易损坏,寿命短的问题。

技术方案:本发明采用以下技术方案:一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料,按照重量份数包括80~120份高纯碳化硅粉、0.2~2份五氧化二钒粉和1~5份铝硅合金粉。

作为优化,还包括4~10份结合剂,所述结合剂包括糊精和硅溶胶。

作为优化,所述高纯碳化硅的碳化硅含量超过98%。

作为优化,所述铝硅合金粉的粒径不超过2微米。

作为优化,所述五氧化二钒粉的粒径不超过5微米。

一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料的制备方法,包括以下步骤:

1)将五氧化二钒粉和原料细粉进行混碾,制备得到细粉原料;

2)为了使骨料与细粉原料充分混匀,将所称取的碳化硅粉取部分和糊精粉按照1:1的比例混匀后,得到一种浆体;

3)将该浆体放入骨料中混碾;

4)然后加入细粉原料混碾20-30min,得到产品泥料;

5)在空气气氛中烧成。

作为优化,所述步骤4)中细粉原料包括高纯碳化硅粉和铝硅合金粉。

原理:主要组成为碳化硅,因而砖体具备高耐磨和热震稳定性好的特点。同时采用糊精、硅溶胶为结合剂,大大提高了该制品的成型性能;通过困料、二次碾料工艺,不仅有利于结合剂的分散,也可以提高了砖坯的密度。该产品在空气气氛中烧成,由于铝硅合金氧化形成氧化硅、氧化铝,通过反应烧结可以提高材料的强度;而生成的氧化硅,有利于提高材料的热震稳定性。并且采用硅溶胶作为结合剂,硅溶胶在升温过程中转变成纳米氧化硅,对材料的烧结起到促进作用,因此,砖体强度高。在烧成过程中单质硅、铝氧化或碳化硅氧化可以在材料表面形成致密的釉层,对内部的砖体形成保护作用,故该制品抗氧化能力强。该制品烧成后内部有少量单质硅、铝残存,当材料表层被磨蚀后,残存的单质硅、铝会进一步氧化,从而赋予材料使用过程中一定的自修复功能。

有益效果:本发明与现有技术相比:

五氧化二钒作为气孔填充剂和促烧剂,五氧化二钒在烧成中会弥补碳化硅颗粒之间的孔隙,而且在烧成中还可以起到促进烧结的效果,提高材料的烧成致密性,达到提高材料强度的目的。铝硅合金粉为抗氧化剂,铝硅合金在烧成过程中,会优先于碳化硅与有氧气氛发生反应,同时形成了一层致密结构,从而提高抗氧化性和机械性能。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的解释。

实施例1

一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料,按照重量份数包括80份高纯碳化硅粉、0.2份五氧化二钒粉和1份铝硅合金粉。

还包括4份结合剂,所述结合剂包括糊精和硅溶胶。

所述高纯碳化硅的碳化硅含量超过98%。

所述铝硅合金粉的粒径不超过2微米。

所述五氧化二钒粉的粒径不超过5微米。

所制得的五氧化二钒结合碳化硅耐火材料主要组成为碳化硅,因而砖体具备高耐磨和热震稳定性好的特点;同时采用糊精、硅溶胶为结合剂,大大提高了该制品的成型性能;并且采用硅溶胶作为结合剂,硅溶胶在升温过程中转变成纳米氧化硅,对材料的烧结起到促进作用,因此,砖体强度高。

实施例2

一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料,按照重量份数包括120份高纯碳化硅粉、2份五氧化二钒粉和5份铝硅合金粉。

还包括10份结合剂,所述结合剂包括糊精和硅溶胶。

所述高纯碳化硅的碳化硅含量超过98%。

所述铝硅合金粉的粒径不超过2微米。

所述五氧化二钒粉的粒径不超过5微米。

所制得的五氧化二钒结合碳化硅耐火材料主要组成为碳化硅,因而砖体具备高耐磨和热震稳定性好的特点;同时采用糊精、硅溶胶为结合剂,大大提高了该制品的成型性能;并且采用硅溶胶作为结合剂,硅溶胶在升温过程中转变成纳米氧化硅,对材料的烧结起到促进作用,因此,砖体强度高。

实施例3

一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料,按照重量份数包括100份高纯碳化硅粉、1份五氧化二钒粉和3份铝硅合金粉。

还包括7份结合剂,所述结合剂包括糊精和硅溶胶。

所述高纯碳化硅的碳化硅含量超过98%。

所述铝硅合金粉的粒径不超过2微米。

所述五氧化二钒粉的粒径不超过5微米。

所制得的五氧化二钒结合碳化硅耐火材料主要组成为碳化硅,因而砖体具备高耐磨和热震稳定性好的特点;同时采用糊精、硅溶胶为结合剂,大大提高了该制品的成型性能;并且采用硅溶胶作为结合剂,硅溶胶在升温过程中转变成纳米氧化硅,对材料的烧结起到促进作用,因此,砖体强度高。并且由于配比打到最佳组合,耐磨程度和热震稳定性相对于实施例1和实施例2更好,成型时间更短,成型后瑕疵更少,不良率大大降低。

实施例4

一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料的制备方法,包括以下步骤:

1)将五氧化二钒粉和原料细粉进行混碾,制备得到细粉原料;

2)为了使骨料与细粉原料充分混匀,将所称取的碳化硅粉取部分和糊精粉按照1:1的比例混匀后,加入一定量的水混匀,得到一种浆体;

3)将该浆体放入骨料中混碾;

4)然后加入细粉原料混碾20-30min,得到产品泥料;

5)在空气气氛中烧成。

所述步骤4)中细粉原料包括高纯碳化硅粉和铝硅合金粉。

所述高纯碳化硅粉和铝硅合金粉粒径大于0.088mm划分为骨料,粒径小于0.088划分为细粉原料。

通过困料、二次碾料工艺,不仅有利于结合剂的分散,也可以提高了砖坯的密度。该产品在空气气氛中烧成,由于铝硅合金氧化形成氧化硅、氧化铝,通过反应烧结可以提高材料的强度;而生成的氧化硅,有利于提高材料的热震稳定性。

在烧成过程中单质硅、铝氧化或碳化硅氧化可以在材料表面形成致密的釉层,对内部的砖体形成保护作用,故该制品抗氧化能力强。该制品烧成后内部有少量单质硅、铝残存,当材料表层被磨蚀后,残存的单质硅、铝会进一步氧化,从而赋予材料使用过程中一定的自修复功能。

实施例5

本发明提供了一种五氧化二钒结合碳化硅耐火材料及其制备方法的思路及方法,具体实现该技术方案的方法和途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围,本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

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