[發明專利]一種等離子爐用的內襯致密材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202310026368.4
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116063087B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 陳崗;潘建軍;丁建軍;黃黎楓;施春良
• 申請（專利權）人: 宜興市金其節能科技有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622;C04B35/645;C04B35/44;C04B41/84;C04B38/06
• 代理公司: 北京彥開專利代理事務所(普通合伙) 16149
• 代理人: 楊艷秋

本發明公開了一種等離子爐用的內襯致密材料，按質量百分比計包括以下組分：20～30％的六鋁酸鈣細粉、3～6％的硅粉、6～7％的鋁粉、0.5～1.5％的二氧化鈦粉、1～2％的氧化鋁粉、0.5～1.5％的二氧化硅粉、1～2％的碳化釩細粉、0.05～0.1％的增韌劑、0.3～0.5％的造孔劑、7～8％的結合劑以及余量的碳化硅粉體；其制備方法包括以下步驟：S1、混合原料；S2、放電等離子燒結；S3、交替浸漬；S4、熱處理；本發明內襯致密材料通過添加造孔劑使碳化硅與六鋁酸鈣復合制成多孔致密材料，提高材料內部致密度，從而具有優異的抗渣侵蝕性；并且通過添加少量增韌劑，在提高材料致密性能的同時提高材料的抗斷裂性和抗熱震性。

技術領域

本發明涉及致密材料技術領域，具體是涉及一種等離子爐用的內襯致密材料及其制備方法。

背景技術

等離子體爐操作溫度高，廢物能迅速干燥、熱解、裂解，再經過二次燃燒達到無害化，無機物在高溫作用下熔融成尾渣，高危廢物經過處理能夠實現無害化。目前等離子體氣化爐普遍使用含鉻爐襯材料，在生產和使用過程中會造成鉻污染；高鉻材料抗渣性優異,高溫力學強度高,目前主要均采用該耐火材料為內襯。然而,含鉻耐火材料在原料制備、生產、使用以及用后均存在潛在的Cr⁶⁺危害，等離子爐用耐火材料的綠色化發展迫在眉睫。

SiC具有優異的高溫力學性能和抗熔渣侵蝕性能，是等離子體氣化爐襯重要的耐火材料，然而等離子炬周圍1700℃的高溫環境及不斷充入的空氣會導致SiC氧化，性能急劇下降；而且高危垃圾焚燒產生的水蒸氣對上部爐襯SiC亦會產生嚴重腐蝕。

因此，等離子爐所用內襯材料不僅需要優異的耐火抗熱震性能，還要增強材料的致密性，才能長久地在高溫環境下具有較長的使用壽命，致密程度足夠，才能夠具備較強的抗渣性。本發明設計了本發明提供了一種等離子爐用的內襯致密材料及其制備方法來優化上述問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種等離子爐用的內襯致密材料及其制備方法。

本發明的技術方案是：一種等離子爐用的內襯致密材料，所述內襯致密材料按質量百分比計包括以下組分：20～30％的六鋁酸鈣細粉、3～6％的硅粉、6～7％的鋁粉、0.5～1.5％的二氧化鈦粉、1～2％的氧化鋁粉、0.5～1.5％的二氧化硅粉、1～2％的碳化釩細粉、0.05～0.1％的增韌劑、0.3～0.5％的造孔劑、7～8％的結合劑以及余量的碳化硅粉體。

進一步地，所述結合劑為線性酚醛樹脂、硅酸乙酯、糠醛樹脂中的任意一種或多種的任意比組合，所述造孔劑為甲基丙烯酸甲脂。

說明：線性酚醛樹脂對高溫、水有很好的抵抗性，還不易燃燒，耐酸性也較好；硅酸乙酯可防腐防水；糠醛樹脂具有突出的耐堿、耐酸、耐溶劑和耐熱等優良性能。

上述任意一種等離子爐用的內襯致密材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、混合原料：

將除增韌劑外的各組分原料經過前處理后，通過冷等靜壓的方式壓制成型得到塊狀體；

S2、放電等離子燒結：

將步驟S2中得到的塊狀體放入放電等離子燒結裝置中，抽真空后通電燒結，軸向壓力為50～130MPa，在第一階段，以60～80℃/min的升溫速率將燒結溫度升至700～750℃，得到半燒結體；

在第二階段，將升溫速率調至為30～50℃/min，將所述增韌劑霧化后噴灑至所述半燒結體上，直至燒結溫度升至1000～1200℃后再次抽真空，保溫5～8h后冷卻至室溫得到燒結體；