[發明專利]一種低碳超低碳的鋁碳化硅碳耐火材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910632421.9
• 申請日: 2019-07-13
• 公開（公告）號: CN110330320A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 黃軍同;張夢;馮志軍;胡智輝;李喜寶;閆明格
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C04B35/103
• 分類號: C04B35/103;C04B35/622;C04B35/80
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

1.一種低碳超低碳的鋁碳化硅碳耐火材料，其特征在于：原料組分按重量百分數計為：Al₂O₃集料75～90wt.％、SiC顆粒3～12wt.％、3～6wt.％的酚醛樹脂結合劑、0.1～4wt.％的碳素原料、0～1wt.％的硝酸鹽化合物、0.1～3.5wt.％的抗氧化劑，0～1wt.％高溫瀝青粉；所述的碳素原料為鱗片石墨、膨脹石墨中的一種或兩種混合物；所述的硝酸鹽化合物為硝酸鎳、硝酸鐵、硝酸鈷中的一種或者兩種以上。

2.根據權利要求1所述的一種低碳超低碳的鋁碳化硅碳耐火材料，其特征在于：原料組分中所述Al₂O₃集料為電熔剛玉、燒結剛玉、特級鋁礬土熟料、紅柱石中的一種或兩種混合的顆粒和細粉組成，其主要成分為Al₂O₃，而SiO₂的含量少于5wt.％。Al₂O₃集料占總配料的75～90wt.％，其中顆粒粒度5～3mm的占總配料的15～25wt.％，粒度3～1mm的占總配料的30～40wt.％，粒度≤1mm的占總配料的15～25wt.％；Al₂O₃集料細粉的粒度≤0.088mm，占總配料的15～25wt.％。

3.根據權利要求1所述的一種低碳超低碳的鋁碳化硅碳耐火材料，其特征在于：原料組分中所述抗氧化劑為金屬Al粉、Si粉、硼化物中的一種或者幾種，粒徑≤0.074mm。

4.根據權利要求3所述的一種低碳超低碳的鋁碳化硅碳耐火材料，其特征在于：所述硼化物為B₄C或BN或ZrB₂或CaB₆。

5.如權利要求1至4任一所述的一種低碳超低碳的鋁碳化硅碳耐火材料的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括以下步驟，

(1)先將0～1wt.％的硝酸鹽化合物配制成質量百分數濃度為1～30wt.％的酒精溶液；

(2)再將配制好的硝酸鹽酒精溶液、0.1～4wt.％的碳質原料一起倒入3～5wt.％的酚醛樹脂中攪拌混合2～18min；

(3)然后將(2)中的混合物從進料輥加入到三輥研磨機進行三輥差速剝離，循環剝離1～20次后，從出料輥收集得到石墨剝離形成的微納米石墨薄片均勻分散在含硝酸鹽的樹脂中的混合物；

(4)為降低(3)中收集得到的樹脂基混合物的粘度以增加流動性，將其在40℃～90℃水浴中進行5～30min的加熱；

(5)將Al₂O₃細粉15～25wt.％、0.1～3.5wt.％的抗氧化劑、0～1wt.％高溫瀝青粉混合均勻，得到混合細粉；

(6)將占總配料75～90wt.％的Al₂O₃集料中的Al₂O₃顆粒和3～12wt.％SiC顆粒放入混煉機(濕碾機)中干混1～15min，然后加入(4)中加熱后的樹脂基混合物繼續混煉3～15min，最后加入(5)中的Al₂O₃集料、抗氧化劑和高溫瀝青形成的混合粉繼續混煉4～15min制成泥料，然后困料1～24h；

(7)將困好的泥料加入模具中采用復合式摩擦壓磚機或等靜壓進行壓制成型制成磚坯；

(8)將成型的磚坯置于隧道式干燥窯中烘烤固化后，即得到所述的低碳超低碳的鋁碳化硅碳耐火材料。

6.根據權利要求5所述的一種低碳超低碳的鋁碳化硅碳耐火材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中三輥研磨機中的三輥速率的轉速比為N3(進料輥):N2(中心輥):N1(出料輥)在1:1.5:3～1:3:9以內，每個輥軸之間的間隙為0.01～0.2mm。

7.根據權利要求5所述的一種低碳超低碳的鋁碳化硅碳耐火材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(8)中烘烤溫度150～300℃，烘烤時間為8～36h。