专利名称：一种垃圾焚烧炉用碳化硅砖及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于垃圾焚烧炉的碳化硅砖。
背景技术：
目前，世界各国为实现“综合的垃圾经济”所做的努力越来越多，这一概念的主要内容是避免产生垃圾和重新利用垃圾。西方一些国家对垃圾处理所做的努力取得了显著成绩，研究开发了各种处理垃圾的方法生物处理，热处理以及生物处理和热处理相结合等。比较研究各种垃圾处理的方法后表明，目前还没有哪一种技术能够代替焚烧法，该法具有减容量大、处理及时、无害化程度高且可以回收热能等一系列优点而倍受关注，已成为发达国家处理垃圾的主要方式。为适应环保产业的日益发展，满足焚烧炉的需要，世界各国开发使用了各种优质耐火材料，并取得了显著的使用效果，因而继续开发性能优异的耐火材料已成为当务之举。而随着焚烧炉向着大型化、资源化、自动化发展，对耐火材料的使用也提出了越来越严格的要求。在垃圾焚烧炉燃烧室内，废弃物与炉衬在高温下直接接触，一方面炉渣会附着在炉衬上，另一方面杂质也会侵入炉衬，同时废弃物的投入必然引起温度的变化，所以要求耐火材料具有耐磨、耐碱耐蚀、防结皮、高抗氧化性、优异的热震稳定性，传统的粘土砖、高铝砖已经不满足使用要求，浇注料或可塑料由于是不定形材料，存在不易施工等特点也很少被采用，碳化硅砖就成为了理想的选择。粘土结合的碳化硅砖结合相以结合粘土为主，这类制品出现于20世纪40 50年代，碳化硅含量一般为50 90%。由于结合剂的原料种类和含量对制品的性能有很大的影响，物相分析表明，粘土结合SiC材料的结合相由石英、莫来石和硅铝酸盐玻璃相组成，由于存在大量的玻璃相，材料的热震稳定性较差，其它的高温性能，如耐磨、强度都不太理想，无法满足使用要求，后期发展的莫来石结合碳化硅砖虽然在性能上有所改进，但是不太明显。而氮化硅结合碳化硅砖、自结合碳化硅砖、塞隆结合碳化硅砖虽然在性能在能够满足，但是工艺复杂，成本偏高，无法被市场接受。
发明内容
从以上分析可以看出，不同的结合方式对碳化硅砖的性能有很大的影响，尤其是热震性能和抗氧化性能。本专利综合其它结合方式的优缺点，发明了一种新型的碳化硅砖其为氧化硅结合的碳化硅砖，砖中的SiC含量> SOwt % ；由主料、结合剂和抗氧化剂经过混炼、成型、煅烧而成；主料为碳化硅粉，其含量为80 98wt% ；结合剂为定形或不定形SW2微粉或细粉或溶液或熔融石英，其含量为2 20% ；抗氧化剂为金属硅粉或金属铝粉或二者的混合物，其含量为0 5%。碳化硅粉中SiC的含量优选大于90wt%，其粒径组成优选为1 3mm、< 1mm、200目等。结合剂为纯度较高的定形或不定形的SiA微粉或细粉或溶液或熔融石英。细粉或微粉中二氧化硅含量超过92wt%，可以选择硅石、石英粉、硅微粉中的一种或几种复合使用。溶液优选硅溶胶，其SW2含量优选15 50wt%，密度优选1. 0 1. 2g/cm3。抗氧化剂的粒度优选为0. 088 0. 044mm。本申请还涉及该碳化硅砖的制备方法，按以上重量百分比混合好原料，经混炼后高压成型，在高温窑炉内经1300 1500°C烧结。氧化硅结合碳化硅材料是以碳化硅为主晶相、以氧化硅为结合相的复相材料。在SiC中加入一定量的二氧化硅(硅石或熔融石英)，在没有其它矿物添加剂时，借助烧成时SiC颗粒表面氧化生成的新相二氧化硅，将SiC颗粒结合起来。 硅微粉主要成分是SiO2，粒子超细，表面积大，活性高，能促进SiC窑具烧成过程的固相反应和烧结，增加产品的强度；同时，由于硅微粉是无定形体结构，膨胀系数很小，可以快速烧成，缩短烧成时间，与其它氧化物结合剂相比可节约能耗，降低生产成本。硅溶胶有许多优良的性能，如大比表面、高吸附性、搞分散度、高耐火绝热性等，有以下特点1)硅溶胶是低粘度的胶体溶液，分散性好，可充分浸入充填到固体物质中，特别是多孔性物质中，并使其表面平滑；幻硅溶胶具有良好的粘接性，通过干燥或烧结，可形成坚固的膜，不仅成膜温度较低，而且一旦成膜就不会再溶解在水中和变质；；3)硅溶胶具有优良的反应性，以硅溶胶代替二氧化硅作原料进行反应，可提高反应速剧。因此，通过选用前述配比的原料，经高压成型，在窑炉内经1300 1500°C高温煅烧，所得到的碳化硅砖其具有优异的抗酸、碱侵蚀能力，高温耐磨性能、优异的热震稳定性，良好的抗氧化性能，满足环保长寿的使用要求。
具体实施例方式根据本申请的实施例1-4的原料成份和配比如表1所示，其中的含量均为重量百分比。实施例1-4中，碳化硅粉中的SiC含量为97. 5wt %，硅微粉中SW2含量为92wt %，石英粉中SiO2含量为98. 5wt%，熔融石英中SiO2含量为99. 6wt%，硅溶胶中SW2含量为
、体积密度为1. 15g/cm3。根据表1所示的配比将各原料混合，经过轮碾机混炼，再经由高压成型，在干燥窑中干燥M小时，然后经高温窑炉在1420°C烧成，得到氧化硅结合的碳化硅砖，其主要物理性能指标如表2所示。表1实施方式
权利要求
1.一种垃圾焚烧炉用碳化硅砖，其特征在于该碳化硅砖为氧化硅结合的碳化硅砖，砖中的SiC含量> 80wt%;该砖由主料、结合剂和抗氧化剂经过混炼、成型、煅烧而成；主料为碳化硅粉，含量为80 98wt% ；结合剂为定形或不定形SiO2微粉或细粉或溶液，含量为2 20wt% ；抗氧化剂为金属硅粉或金属铝粉或二者的混合物，含量为0 5wt%。
2.根据权利要求1所述的碳化硅砖，其特征在于主料碳化硅粉中SiC的含量大于90wt%，其粒径组成为1 3讓、< 1mm、200目。
3.根据权利要求1-2所述的碳化硅砖，其特征在于结合剂为定形或不定形的S^2微粉或细粉，其SW2含量大于92wt%。
4.根据权利要求1-3所述的碳化硅砖，其特征在于结合剂为硅石、石英粉、硅微粉的一种或几种。
5.根据权利要求1-4所述的碳化硅砖，其特征在于结合剂为硅溶胶，其S^2含量为15 50wt%，密度为 1. 0 1. 2g/cm3。
6.根据权利要求1-5所述的碳化硅砖，其特征在于结合剂为熔融石英。
7.根据权利要求1-6所述的碳化硅砖，其特征在于抗氧化剂的粒度为0.088 0.044mm。
8.权利要求1-7所述的碳化硅砖的制备方法，其特征在于按以上重量百分比混合好的原料，经混炼后高压成型，在高温窑炉内经1300 1500°C烧结。
全文摘要
本发明涉及一种用于垃圾焚烧炉燃烧室的碳化硅砖及其制备方法，其为氧化硅结合的碳化硅砖，砖中的SiC含量≥80wt％；由主料、结合剂和抗氧化剂经过混炼、成型、煅烧而成；主料为碳化硅粉，含量为80～98wt％；结合剂为定形或不定形SiO2微粉或细粉或溶液，含量为2～20wt％；抗氧化剂为金属硅粉或金属铝粉或二者的混合物，含量为0～5wt％。按照上述配比将原料混合，经高压成型，在窑炉内经1300～1500℃高温煅烧而成，所得到的氧化硅结合的碳化硅砖具有优异的抗酸碱侵蚀能力、高温耐磨性能、优异的热震稳定性、良好的抗氧化性能，满足环保长寿的使用要求。
文档编号C04B35/66GK102391007SQ20111023557
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者冯运生, 吕雪艳, 周伟, 周新功, 夏文斌, 孙艳粉, 张德义, 李平, 王林俊, 王治峰, 韩忠毅, 马飞, 高长贺 申请人:巩义通达中原耐火技术有限公司, 通达耐火技术股份有限公司