CN101423406B - 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法 - Google Patents

一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101423406B
CN101423406B CN2008101977437A CN200810197743A CN101423406B CN 101423406 B CN101423406 B CN 101423406B CN 2008101977437 A CN2008101977437 A CN 2008101977437A CN 200810197743 A CN200810197743 A CN 200810197743A CN 101423406 B CN101423406 B CN 101423406B
Authority
CN
China
Prior art keywords
composite refractory
sic
preparation
al4sic4
hours
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008101977437A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101423406A (zh
Inventor
邓承继
祝洪喜
白晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN2008101977437A priority Critical patent/CN101423406B/zh
Publication of CN101423406A publication Critical patent/CN101423406A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101423406B publication Critical patent/CN101423406B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法。其技术方案是:先将50~65wt%的铝矾土和35~50wt%的工业炭粉混合,外加上述混合物3~10wt%的结合剂,搅拌5~25分钟,压制成型,在60~110℃条件下干燥12~36小时或在室内自然干燥24~48小时;然后在氩气气氛和在1600~1800℃×2~6小时的条件下烧结,自然冷却即制得Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料。本发明具有原料资源丰富、生产成本低和易于工业化生产的特点。用该方法制备的Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料不仅性能优良,且能延长使用寿命,该复合耐火材料适用于有色金属和钢铁冶炼设备的炉衬材料,尤其适用于生产低碳钢和超低碳钢等洁净钢的钢包内衬与精炼炉衬。

Description

—种A14S i C4-A1203复合耐火材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于复合耐火材料技术领域。尤其涉及一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法。
背景技术
[0002] Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料具有优良的耐高温性能和热稳定性能,是制备有色金属和钢铁冶炼设备的新型炉衬材料的原料,也是含碳耐火材料和非氧化物耐火材料防止氧化的抗氧化剂,尤其适用于生产低炭钢和超低碳钢等洁净钢的钢包内衬与精炼炉衬,取代氧化铝-碳质和高铝矾土 -碳质复合耐火材料,有利于提高钢的质量,具有良好的使用效
:^ ο
[0003] 碳硅化铝(Al4SiC4)具有高熔点(大约2037°C )、高强度、高化学稳定性、低热膨胀系数以及优异的抗氧化和抗水化性能,是一种高温结构材料和高性能耐火材料,也是含碳材料和非氧化物使用的抗氧化剂。目前国内外合成Al4SiC4M料的主要方法是金属Al粉、 Si粉和C粉或Al、SiC和C粉或Al4C3和SiC粉在1600〜1700°C高温反应生成。但相应的成本比较高,很难实现生产的工业化。
发明内容
[0004] 本发明的任务是提供一种原料资源丰富、生产成本低和易于工业化生产的 Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料的制备方法。用该方法制备的Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料的性能优良和使用寿命延长。
[0005] 为实现上述任务,本发明所采用的技术方案是:先将50〜65wt%的铝矾土和 35〜50wt%的工业炭粉混合,外加上述混合物3〜IOwt %的结合剂,搅拌5〜25分钟,压制成型,或在60〜110°C条件下干燥12〜36小时或在室内自然干燥M〜48小时;然后在氩气气氛和在1600〜1800°C X2〜6小时的条件下进行烧结,自然冷却后即得Al4SiC4-Al2O3 复合材料。
[0006] 其中:铝矾土的Al2O3含量彡48wt%,粒径为大于Omm而小于等于0. Imm;工业炭粉的C含量> SOwt %,粒径为大于Omm而小于等于0. Imm ;结合剂或为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、亚硫酸纸浆废液、工业糊精粉、聚乙烯醇中的一种以上,或为酚醛树脂。
[0007] 由于采用上述技术方案,本发明所用的工业炭粉和铝矾土来源广泛,复合材料中的Al4SiC4-Al2O3都是在材料内部由铝矾土和C反应生成,结合良好,有利于提高材料的性能。Al4SiC4和Al2O3不仅是非常好的耐高温材料,具有优良的抗氧化和抗渣性能,且热膨胀率很低,可防止在使用中由于反复加热冷却产生内应力过大而引起炉衬材料的开裂和剥落。另外,在高温下部分Al4SiC4氧化变成气态SiO迁移到材料的表层,然后又与高温空气反应氧化变成固态的SiO2,可填塞炉衬材料的表面孔隙,使衬体材料表层致密化,一方面阻止氧气进入材料内部,保护材料不被氧化;另一方面阻止渣的渗透,减缓材料的蚀损,延长使用寿命。[0008] 因此,本发明具有原料资源丰富、生产成本低和易于工业化生产的特点。用该方法制备的Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料不仅性能优良,且能延长使用寿命。该复合材料或适于含碳耐火材料或适于非氧化物耐火材料作为抗氧化剂使用,也适合于制备有色金属和钢铁冶炼设备的炉衬材料,尤其适用于生产低炭钢和超低碳钢等洁净钢的钢包内衬与精炼炉衬,有利于钢质量的提高。
具体实施方式
[0009] 下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述,并非对本发明保护范围的限制。
[0010] 实施例1
[0011] 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法:先将50〜55wt%的Al2O3含量彡48wt%和粒径为大于Omm而小于等于0. Imm的铝矾土、45〜C含量彡80%和粒径为大于Omm而小于等于0. Imm的工业炭粉混合,外加上述混合物3〜7wt%的结合剂, 搅拌15〜25分钟,压制成型,在60〜90°C条件下干燥12〜M小时,然后在氩气气氛下和在1600〜1700°C X5〜6小时的条件下烧结合成,经自然冷却后制得Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料。
[0012] 其中:结合剂为木质素磺酸钙和木质素磺酸钠的混合剂,先溶化成水溶液后再用于配料。
[0013] 实施例2
[0014] 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法,除结合剂为工业糊精粉外,其余同实施例1。
[0015] 实施例3
[0016] 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法:先将55〜60wt%的Al2O3含量彡48wt%和粒径为大于Omm而小于等于0. Imm的铝矾土、40〜45%的C含量彡
粒径为大于Omm而小于等于0. Imm的工业炭粉混合,外加上述混合物7〜10wt%的亚硫酸纸浆废液,搅拌混合5〜15分钟,压制成型;在60〜110°C条件下干燥24〜36小时,然后在氩气气氛和在1650〜1750°C X4〜5小时的条件下烧结,自然冷却后制得Al4SiC4-Al2O3 复合耐火材料。
[0017] 实施例4
[0018] 一种Al4SiC4-Al2O3复合材料及其制备方法,除结合剂为聚乙烯醇外,其余同实施例3。
[0019] 实施例5
[0020] 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法:先将60〜65wt%的Al2O3含量彡48wt%和粒径为大于Omm而小于等于0. Imm的铝矾土、;35〜C含量彡
粒径为大于Omm而小于等于0. Imm的工业炭粉混合,外加上述混合物5〜8wt%的酚醛,搅拌混合5〜20分钟,压制成型,在室内自然干燥M〜48小时;然后在氩气气氛和在1700〜 ISOO0C X2〜4小时条件下烧结,自然冷却制得Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料。
[0021] 本具体实施方式所用的工业炭粉和铝矾土来源广泛,复合材料中的Al4SiC4是在材料内部由铝矾土和C反应生成,结合良好,有利于提高材料的性能。Al4SiC4不仅是非常耐高温的材料,具有优良的抗渣性能,而且热膨胀率很低,可防止使用中由于反复加热冷却产生内应力过大而引起炉衬材料的开裂和剥落。另外,在高温下部分Al4SiC4氧化变成气态 SiO迁移到材料的表层,然后又与高温空气反应氧化变成固态的SiO2,可填塞炉衬材料的表面孔隙,使衬体材料表层致密化,阻止渣的渗透,减缓材料的蚀损,延长使用寿命。 [0022] 因此,本具体实施方式所制备的Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料不仅性能优良,且能延长使用寿命。该复合耐火材料或适于含碳耐火材料或非氧化物耐火材料作为抗氧化剂, 或适于有色金属和钢铁冶炼设备的炉衬材料,尤其适用于生产低碳钢和超低碳钢等洁净钢的钢包内衬与精炼炉衬。

Claims (5)

1. 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料的制备方法,其特征在于先将50〜65wt%的铝矾土和;35〜50wt%的工业炭粉混合,外加上述混合物3〜IOwt %的结合剂,搅拌5〜25分钟,压制成型,在60〜110°C条件下干燥12〜36小时或在室内自然干燥M〜48小时;然后在氩气气氛和在1600〜1800°C X2〜6小时的条件下烧结,自然冷却即得Al4SiC4-Al2O3 复合耐火材料。
2.根据权利要求1所述的Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料的制备方法,其特征在于所述的铝矾土的Al2O3含量彡48wt%,粒径为大于Omm而小于等于0. 1mm。
3.根据权利要求1所述的Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料的制备方法,其特征在于所述的工业炭粉的C含量彡80wt%,粒径为大于Omm而小于等于0. 1mm。
4.根据权利要求1所述的Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料的制备方法,其特征在于所述的结合剂或为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、亚硫酸纸浆废液、工业糊精粉、聚乙烯醇中的一种以上,或为酚醛树脂。
5.根据权利要求1〜4项中任一项所述的Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料的制备方法所制备的Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料。
CN2008101977437A 2008-11-20 2008-11-20 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN101423406B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101977437A CN101423406B (zh) 2008-11-20 2008-11-20 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101977437A CN101423406B (zh) 2008-11-20 2008-11-20 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101423406A CN101423406A (zh) 2009-05-06
CN101423406B true CN101423406B (zh) 2011-09-07

Family

ID=40614317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101977437A Expired - Fee Related CN101423406B (zh) 2008-11-20 2008-11-20 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101423406B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490229C2 (ru) * 2011-05-12 2013-08-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Способ изготовления углеродсодержащих огнеупоров и состав массы для углеродсодержащих огнеупоров
CN102320847A (zh) * 2011-08-17 2012-01-18 武汉科技大学 一种Al4SiC4-Al4Si2C5耐火材料及其制备方法
CN102320848B (zh) * 2011-08-17 2013-04-24 武汉科技大学 一种Al4SiC4-Al8SiC7耐火材料及其制备方法
CN107540394A (zh) * 2017-08-25 2018-01-05 上海利尔耐火材料有限公司 一种干式料、及其制备方法和应用
CN108218408B (zh) * 2017-12-13 2021-05-25 江苏诺明高温材料股份有限公司 一种Al4SiC4结合Al2O3-SiC复合材料的制备方法
CN110963809B (zh) * 2019-12-16 2022-05-17 江苏诺明高温材料股份有限公司 一种Al4Si4C-Al2O3质耐火浇注料的制备方法
CN113896514B (zh) * 2021-12-08 2022-03-01 湖南立达高新材料有限公司 一种刚玉莫来石浇注料及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101045635A (zh) * 2007-03-22 2007-10-03 武汉科技大学 一种陶瓷化Al2O3-SiC质耐火砖及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101045635A (zh) * 2007-03-22 2007-10-03 武汉科技大学 一种陶瓷化Al2O3-SiC质耐火砖及其制备方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Huang Jian-feng et al..Al2O3-mullite-SiC-Al4SiC4 multi-composition coating for carbon/carbon composites.《Materials Letters》.2004,第58卷2627-2630. *
Jianli ZHAO et al..Synthesis of Al4SiC4 from Alumina,Silica and Graphite.《Journal of the Ceramic Soceiety of Japan》.2007,第115卷(第11期),761-766. *
JianliZHAOetal..SynthesisofAl4SiC4fromAlumina Silica and Graphite.《Journal of the Ceramic Soceiety of Japan》.2007
JP特开2007-8793A 2007.01.18
Koji INOUE et al..Oxidation Behavior of Al4SiC4-SiC Sintered Bodies.《Journal of the Ceramic Society of Japan》.2003,第111卷(第2期),0126-0132. *
Koji INOUE et al..Synthesis of Al4SiC4.《J.Am.Ceram.Soc.》.2003,第86卷(第6期),1028-1030. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101423406A (zh) 2009-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101423403B (zh) 一种碳硅化铝和碳化硅复合材料及其制备方法
CN101423404B (zh) 一种Al4SiC4/SiC复合耐火材料及其制备方法
CN101423406B (zh) 一种Al4SiC4-Al2O3复合耐火材料及其制备方法
CN101220195B (zh) 含纳米碳粉的酚醛树脂、纳米碳改性的低碳镁碳砖及制备方法
CN101328070B (zh) 含镁橄榄石-C的MgO-SiC-C质耐火材料及其制备方法
CN1300057C (zh) 一种高炉用赛隆刚玉砖耐火材料及制备方法
CN101774818B (zh) 钢包包衬用铝/锌复合超低碳镁铝碳砖
CN101607826A (zh) 一种镁橄榄石-C合成MgO-SiC-C质耐火材料及方法
CN101381242A (zh) 一种钛和钛合金熔炼用坩埚的制备方法
CN101555150A (zh) 一种含纳米氧化锌的低碳镁碳砖
CN101423407B (zh) 一种Al4SiC4-Al2OC复合耐火材料及其制备方法
CN110818437A (zh) 一种碳化硅-氧化物复合耐火制品的制备方法
CN111662090A (zh) 一种镁铝尖晶石-碳化硅-铝复合耐火材料
CN104478455A (zh) 一种具有非氧化物增强增韧结构的低碳镁碳砖及其制备方法
CN101423412A (zh) 低温烧成制备高性能氧化硅结合碳化硅耐火材料的方法
CN101423405A (zh) 一种Al8B4C7-Al4O4C质复合耐火材料及其制备方法
CN101306952B (zh) 镁橄榄石-C合成的MgO-SiC-C质材料及其制备方法
CN101423402A (zh) 一种含Al8B4C7的复合耐火材料及其制备方法
CN101348377B (zh) 用合成的MgO-SiC-C质材料制备耐火材料的方法
CN101337822B (zh) 基于镁橄榄石-C的MgO-SiC-C质耐火浇注料及其制备方法
CN102320848B (zh) 一种Al4SiC4-Al8SiC7耐火材料及其制备方法
CN113087504A (zh) 一种高导热致密硅砖及其制备方法
CN102320847A (zh) 一种Al4SiC4-Al4Si2C5耐火材料及其制备方法
CN110483023B (zh) 一种微孔化刚玉砖及其制备方法
CN108002854B (zh) 一种高导热高抗蚀电煅煤基炭砖及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110907

Termination date: 20141120

EXPY Termination of patent right or utility model