一种氧化硅蓄热球的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种氧化硅蓄热球，包括以下组分，各组分重量百分比为：二氧化硅25～35％；碳化硅20～30％；氧化铝30～40％；氧化铁0.3～1％；氧化钙1～3％；氧化镁1.5～3％；氧化钾0.1～1％；氧化钠0.1～1％；二氧化钛0.3～1.2％；各组分重量百分比总和为100％。本发明的氧化硅蓄热球可以同时得到密度大、抗热震稳定性高、热导率高的优异性能，并且具有强度高、硬度大、抗化学腐蚀性好，同时具有很好的抗氧化作用，特别适用于环境恶劣、蓄热室氧化腐蚀较为严重的场合，其使用寿命比现有技术的蓄热体长5～6倍。
【专利说明】一种氧化硅蓄热球
【技术领域】
[0001] 本发明属于蓄热燃烧【技术领域】，涉及一种氧化硅蓄热球。
【背景技术】
[0002] 蓄热燃烧技术是当今国际上先进的高温空气燃烧技术，被国际燃烧界公认为燃烧 技术的革命。该技术是通过换向阀的控制反复进行交替运行的方式，使用装有蓄热材料的 蓄热室将助燃空气预热到1000°C以上，将排放烟气的温度降低到200°C以下，从而实现烟 气余热的极限回收利用。与传统的燃烧过程相比，蓄热燃烧技术最大的特点是节约燃料、降 低燃烧噪音，因此也被誉为21世纪的关键技术之一。1998年日本有五十余家企业采用蓄热 燃烧技术改造工业炉窑，平均节能效果达到了 35%。目前，日本工业界已准备把推广应用该 技术作为21世纪节能和改善环境的重要任务之一。蓄热燃烧技术近年在我国也得到了快 速的发展，据不完全统计，至今我国已有百余台工业炉窑已经成功应用了该技术，所涉及的 工业炉种类也较多，特别是钢铁企业的30?80万t的加热炉有较大部分采用该技术，而且 取得了良好的经济效益，热回收率都可达80 %?90 %，节能效果达到了 30 %?40 %。
[0003] 但无论是蓄热燃烧方式，还是传统的燃烧方式，都存在燃烧不充分、有害物质产生 的问题，特别是涉及到大型工业炉窑的燃烧过程。随着环境的恶化与全球变暖，国家环境保 护政策的愈加严格，燃烧过程的烟气的净化处理已经势在必行。同时发展环保清洁的燃烧 技术也是当前节能减排的需要。
[0004] 因此，在此背景下，我们提出了一种具有烟气净化功能的用于蓄热燃烧技术的氧 化硅蓄热球。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题就是减少燃烧过程中的燃烧不充分、有害物质产生， 从而发展环保清洁的燃烧技术而提供的一种氧化硅蓄热球。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种氧化硅蓄热球，包括以下组 分，各组分重量百分比为：
[0007] 二氣化硅 25?35%; 碳化硅 20?30%; 氣化铝 30?40%; 氣化铁 0.3?I %; 試化钙 1?3%; 氣化镁 1.5?3%; 氧化钾 0.1?1%; 氧化钠 0.1? -.......:氧化钛 0.3 ?1.2%; 各组分重量百分比总和为100%。
[0008] -般情况下，蜂窝体长期工作在急冷急热、还可能带有腐蚀性气体的恶劣环境中， 经常承受高温和内、外温差变化而引起的应力作用。这种工作环境对蓄热球材料提出了苛 刻要求。为了增加蓄热量，减小蓄热室的体积，需要增加蓄热球的密度。但抗热震稳定性与 密度在一定程度上互相排斥，即密度越高，抗热震稳定性越差。在使用过程中，蓄热球与气 流进行热交换，一些带有腐蚀性的气体和颗粒对蜂窝体产生不利影响。比如，氧化铁颗粒会 降低铝硅材质的软熔温度,使蜂窝体熔化而堵死气孔；酸性气体会对蜂窝体产生腐蚀作用； 微小颗粒会附着在蜂窝体表面而堵塞气体通道等。
[0009] 本发明加入二氧化硅，对蓄热球的密度进行调整，同时可以提高蓄热球的抗热震 稳定性，配合少量的二氧化钛，得到性能优异的蓄热球，其质密度大、容重小，能增加蓄热 量，减少蓄热室体积；产品强度高，能适应高温下较大蓄热室的装载要求；产品受热时膨胀 均匀、热震稳定性好，荷重软化点高。另外加入少量的氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠，使 蓄热球硬度大，抗化学腐蚀性好，同时具有很好的抗氧化作用，配合氧化铁的高热导率，特 别适用于环境恶劣、蓄热室氧化腐蚀较为严重的场合，其使用寿命比现有技术的蓄热体长 5?6倍。
[0010] 优选的，各组分重量百分比为：
[0011] .:?化硅 28?32%; 碳化硅 23?26%; 拭化铝 36?40%; 軾化铁 0.5?0.7%; 氣化钙 1.5?2%; 氣化镁 2?2.3%; 铽化钾 0.1?0.5%; 氧化钠 0.3?0.8%; ：-:? 化钛 0.5 ?i%c
[0012] 优选的，各组分重量百分比为：
[0013] .:%1化硅 30%; 碳化硅 20% | 氣化铝 40%; 氧化铁 1%;
[0014] 拭化钙 3%; 氣化镁 3%; 氧化钾 1%; 拭化钠 丨％; .:氣化钛 1%?=
[0015] 当氧化钙和氧化镁的重量百分比为1:1，并且与二氧化钛的重量百分比为3:1时， 蓄热球受热时膨胀均匀、荷重软化点高。
[0016] 优选的，各组分重量百分比为：
[0017] .:?化硅 35%; 碳化硅 30%； K化铝 30%； 拭化铁 0.3%; 氣化钙 L5%; +氣化镁 1.5%; 軾化钾 0.6%; 氧化钠 0.8%; 二氧化钛 0.3%。
[0018] 当碳化硅和氧化铝的重量百分比为1:1时，抗热震稳定性与密度可以同时达到一 个较为平衡的高点，而不至于其中一者特别低的情况，但是由于加入的二氧化硅偏多，使得 蓄热球的脆性增大，热导率相对偏低，但仍然比现有技术有所提高。
[0019] 优选的，各组分重量百分比为：
[0020] 二％1 化硅 28%；
[0021] 機化硅 26%; 氣化铝 38.7%； 氧化铁 0,7%; 氣化钙 2%; 袄化镁 2.3%; 氣化钾 0.5%; 氧化钠 0.8%; .:?化钛 1%。
[0022] 当氧化钙和氧化镁的加入量较多时，蓄热球的抗化学腐蚀性和抗氧化作用显著提 高，特别适用于环境恶劣、蓄热室氧化腐蚀较为严重的场合。
[0023] 优选的，各组分重量百分比为：
[0024] 二氧化硅 32%； 碳化娃 26%； 氣化铝 36%； 氣化铁 0.5%； 拭化钙 2%； 氧化镁 2.1%; 氣化钾 0.1%; %1化钠 0.8%； ，.氣化钛 0.5%。
[0025] 优选的，各组分重量百分比为：
[0026] .:?化硅 30.25%； 碳化硅 24%;
[0027] 氧化铝 38.92%; 氧化铁 0.66%; 氧化钙 1.92%; 氧化镁 2.07%; 氧化钾 0.5%; 氧化钠 0,53%; -.......:氧化钛 0.74%〇
[0028] 当二氧化钛含量较多时，各组分比较均匀，得到的蓄热球性能更加稳定，综合性能 也得到显著提高。
[0029] 与现有技术相比，本发明的优点是：可以同时得到密度大、抗热震稳定性高、热导 率高的优异性能，并且具有强度高、硬度大、抗化学腐蚀性好，同时具有很好的抗氧化作用， 特别适用于环境恶劣、蓄热室氧化腐蚀较为严重的场合，其使用寿命比现有技术的蓄热体 长5?6倍。
[0030] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步描述：
【具体实施方式】
[0031] 本发明一种氧化硅蓄热球实施例1，包括以下组分，各组分重量百分比为：
[0032] ^.....二氧化硅 30%; 碳化硅 20%； 氧化钥 40%； 氧化铁 1%; 氧化钙 3%； 铽化镁 3%； %1化轉 1%；
[0033] 氧化钠 1%; .化钛 1%。
[0034] 本发明一种氧化硅蓄热球实施例2,包括以下组分，各组分重量百分比为：
[0035] -......氧化硅 35%; 獄化硿 30%； 氧化铝 30%; 氧化铁 0.3%; 氧化钙 1.5%; 氧化镁 i.5?/e; 氧化钾 0.6%; 氧化钠 0.8%; -......氧化钛 0.3%。
[0036] 本发明一种氧化硅蓄热球实施例3,包括以下组分，各组分重量百分比为：
[0037] ------:氣化娃 28%； 碳化硅 26%； 氧化铝 38.7%； 氧化铁 0.7%； 氧化钙 2%; 氧化镁 23%; 氧化钾 0.5%； 氧化钠 0.8%； ：一:氧化钛 1%〇
[0038] 本发明一种氧化硅蓄热球实施例4,包括以下组分，各组分重量百分比为：
[0039] 二氧化硅 32%； 碳化娃 26%； 氧化铝 36%; 氧化铁 0.5%; 氣化钙 2%; 氣化镁 2.1%; 氣化钾 0.1%; 铽化铺 0.8%; .:氣化钛 0.5%〇
[0040] 本发明一种氧化硅蓄热球实施例5,包括以下组分，各组分重量百分比为：
[0041] .:%?化硅 30.25%; 碳化tt 24%； 氧化铝 38.92%； 氧化铁 0/)6%; 軾化钙 1,92%; 氧化镁 2.07%; 氣化娜 0.5%; 氧化钠 0.53%; 二氧化钛 0.74%〇
[0042] 对实施例1?5得到的氧化硅蓄热球产物的密度、抗压强度、高温蠕变值、荷重软 化点、导热系数等进行检测，同时与现有技术对比例进行比较，检测结果如表1所示。
[0043] 表 1
[0044]
【权利要求】
1. 一种氧化硅蓄热球，其特征在于：包括以下组分，各组分重量百分比为： 二极化硅 25?35%; 碳化硅 20?30%; 氣化铝 30?40%; 氧化铁 0.3?1%; 氣化钙 1?3%; 氣化镁 1.5?3%; 氧化钾 0.1?1%; 氧化钠 0.1?1%; :一-:氧化钛 0.3?1.2%; 各组分重量百分比总和为100%。
2. 如权利要求1所述的一种氧化硅蓄热球，其特征在于：各组分重量百分比为： :一:氧化硅 28?32%; 碳化硅 23?26%; 氧化铝 36?40%; 氧化铁 0.5?0.7%; 氧化钙 1.5?2%; 氧化镁 2?2.3%; 氧化钾 0.1?0.5%; 氧化钠 0.3?0.8%; :-------:氣化钛 0.5 ?1%.
3. 如权利要求1所述的一种氧化硅蓄热球，其特征在于：各组分重量百分比为： :-------:氣化娃 30%； 碳化硅 20%; 化铝 40%ι 氣化铁 1%; 氣化钓 3%; %!化镁 3%； 氣化钾 1%; 化钠 1%； 二氧化钛 l%c
4. 如权利要求1所述的一种氧化硅蓄热球，其特征在于：各组分重量百分比为： :一-:氧化硅 35%; 碳化硅 30%; 氧化铝 30%5 氣化铁 0.3%； 氧化钙 1.5%； 氧化镁 L5%; 氣化钾 0.6%ι 氣化钠 0.8%; -一:氧化钛 0,3%q
5. 如权利要求1所述的一种氧化硅蓄热球，其特征在于：各组分重量百分比为： 二氧化_ 28%; 碳化桂 26%； 氧他铝 38.7%; 氣化铁 0.7%; 氣化钙 2%; 氣化镁 2.3%; %? 化钾 0.5%; 化钠 0.8%; 乂氣化钛 1%?
6. 如权利要求1所述的一种氧化硅蓄热球，其特征在于：各组分重量百分比为： 二氧化硅 32%； 碳化娃 26%; 氣化铝 36%； 氧化铁 0.5%; 氧化钙 2%; 氧化镁 2.1%; 氣化娜 0.1 %; 氧化钠 0J%; -:氧化钛 0.5% c
7. 如权利要求1所述的一种氧化硅蓄热球，其特征在于：各组分重量百分比为： -一:氣化硅 30.25%; 碳化娃 24%； 氧化铝 38.92%; 氧化铁 0.66%; 氧化钙 1.92%; 氧化镁 2.07%; 氣化钾 0.5%; 氧化钠 0.53%; 二氧化 ft 0.74% 〇
【文档编号】C09K5/14GK104119842SQ201410340398
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】吴来顺 申请人:长兴欧利雅磨具磨料厂