[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)Al2O3-SiC-C耐火磚及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210534120.0
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN102976785A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄢文;李楠;苗正;陳俊峰;魏耀武;韓兵強(qiáng);柯昌明
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: C04B38/08
• 分類號: C04B38/08;C04B35/66;C04B35/622
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輕質(zhì)耐火磚技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種輕質(zhì)Al₂O₃-SiC-C耐火磚及其制備方法。

背景技術(shù)

耐火材料是由骨料及基質(zhì)構(gòu)成，基質(zhì)相對疏松。耐火材料在使用過程中，渣等溶劑首先侵蝕基質(zhì)。基質(zhì)包圍著骨料，當(dāng)基質(zhì)被侵蝕成變質(zhì)層，骨料就與基質(zhì)一起從耐火材料剝落到熔渣中。因而在抗侵蝕方面，致密骨料的作用并不明顯。在制備傳統(tǒng)魚雷式混鐵車、混鐵爐和鐵水包（罐）用Al₂O₃-SiC-C和Al₂O₃-SiC耐火材料時，人們常以致密的材料為骨料，如白剛玉、棕剛玉或礬土等。為了制備致密骨料，原料必須經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)或電熔，這會導(dǎo)致大量能耗和環(huán)境污染；同時，致密耐火材料的高熱導(dǎo)率也會使容器中鐵水溫度降低，導(dǎo)致大量熱量損失。

隨著對節(jié)能減排的要求日益提高，高效節(jié)能型耐火材料的研發(fā)受到關(guān)注。目前，關(guān)于輕質(zhì)耐火材料的研究主要集中在高溫窯爐保溫層使用的隔熱耐火材料，而關(guān)于工作層用輕質(zhì)耐火材料的研究較少，特別是魚雷式混鐵車、混鐵爐和鐵水包（罐）工作層未采用輕質(zhì)耐火材料，尤其是未采用輕質(zhì)Al₂O₃-SiC-C或采用Al₂O₃-SiC耐火材料。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單的輕質(zhì)Al₂O₃-SiC-C耐火磚的制備方法，用該方法制備的輕質(zhì)Al₂O₃-SiC-C耐火磚強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性優(yōu)異、抗介質(zhì)侵蝕能力強(qiáng)和導(dǎo)熱率低，顯氣孔率和氣孔尺寸可控，該耐火磚用于魚雷式混鐵車、混鐵爐和鐵水包（罐）。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：以45~65wt%的多孔剛玉顆粒、18~25%的剛玉細(xì)粉、4~8wt%的SiC顆粒、4~8wt%的SiC細(xì)粉、6~12wt%的鱗片石墨、1.5~2.5wt%的硅粉和0.2~0.6wt%的鋁粉為原料，外加所述原料3.5~5wt%的酚醛樹脂，攪拌均勻，機(jī)壓成型；再將成型后的坯體在200~240℃條件下保溫12~36小時，然后在1400~1500℃和還原氣氛條件下保溫2~6小時，即得輕質(zhì)Al₂O₃-SiC-C耐火磚。

所述多孔剛玉顆粒的制備方法是：向Al(OH)₃細(xì)粉中加入占Al(OH)₃細(xì)粉5~10wt%的水，攪拌均勻，壓制成型，將成型后的坯體在110℃條件下干燥12~36小時；然后在1500~1600℃條件下保溫3~8小時，即得多孔剛玉陶瓷。再將多孔剛玉陶瓷破碎，篩分，選取粒徑小于5mm的顆粒為多孔剛玉顆粒。

在上述技術(shù)方案中：

所述剛玉細(xì)粉為白剛玉細(xì)粉和板狀剛玉細(xì)粉中的一種或兩種，Al₂O₃含量大于96wt%，粒徑小于74μm；

所述SiC顆粒的SiC含量大于95wt%，粒徑小于1mm；

所述SiC細(xì)粉的SiC含量大于96wt%，粒徑小于74μm；

所述鱗片石墨的C含量大于90wt%，粒徑小300μm；

所述硅粉的Si含量大于90wt%，粒徑為3~100μm；鋁粉的Al含量大于90wt%，粒徑為30~100μm；

所述酚醛樹脂的殘?zhí)悸蚀笥?0%，酚醛樹脂為液態(tài)酚醛樹脂或為固態(tài)酚醛樹脂粉末，其中：固態(tài)酚醛樹脂粉末的粒徑小于200μm。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用原位分解成孔技術(shù)制備多孔剛玉顆粒，再用所制備的多孔剛玉顆粒為主要骨料制備出輕質(zhì)Al₂O₃-SiC-C耐火磚，制備工藝簡單。另由于多孔剛玉顆粒不僅具有較高的氣孔率和很小的孔尺寸，且多孔剛玉顆粒表面有微孔，與基質(zhì)相容性強(qiáng)，在高溫下原位反應(yīng)后能在骨料與基質(zhì)之間形成碳化硅晶須等非氧化物橋接，故所制備的輕質(zhì)Al₂O₃-SiC-C耐火磚既具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)和高的強(qiáng)度，又具有優(yōu)異的熱震穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗介質(zhì)侵蝕能力。