CN102757247A - 氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料。该浇注料由氮化硅5～20%、黑碳化硅10～30%、绿碳化硅5～20%、板状刚玉20～30%、白刚玉15～30%、活性氧化铝3～12%、金属铝粉0.5～3%、耐热钢纤维1～5%、金属硅粉2～8%、铝酸盐水泥3～6%组成。该浇注料具有优良高温稳定性、热震稳定性高（水冷，1100℃≥30次）、高抗碱侵蚀性（二级以上）、优良的常温和高温强度及抗高温物料磨损性能，适于作为长寿（大于一年）型大中型水泥窑衬材料，尤其适用于大中型水泥窑的窑口、喷煤管、水泥窑烟室、篦冷机、预热器顶部等工况恶劣的关键部位。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料。
背景技术
近年来，为适应水泥行业的大型化、长寿化、节能化、环保化的要求，大中型水泥窑衬对耐火材料的要求日趋苛刻，现有耐火材料在实际使用中已经不能满足其顺利生产需要，尤其在窑口、篦冷机、喷煤管、烟室、预热器顶部等部位因遭受高温热应力、急冷急热气流冲击、高温水泥熟料磨损和高温气体碱腐蚀等造成衬体开裂、剥落、磨损，难以满足一代窑龄一年以上的要求。专利文献CN101186517C中公开了一种用于炼铁高炉风口带的刚玉-氮化硅-碳化硅复合浇注料，可快速浇注砌筑，但其耐碱性及热震稳定性难以满足大中型水泥窑衬对耐火材料的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种热震稳定性强，耐压强度高，热膨胀系数小，导热率低、耐碱性好、使用寿命长的氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
以氮化硅、碳化硅为主要原料，同时配以刚玉、活性氧化铝等物料，采用复合防爆物料及添加剂，制成氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料，具原料构成如下：
| 原料 | 粒度 | 重量百分比 |
| 氮化硅 | 150～300目 | 5～20% |
| 黑碳化硅 | 100～200目 | 10～30% |
| 绿碳化硅 | 150～300目 | 5～20% |
| 板状刚玉 | 1～8mm | 20～30% |
| 白刚玉 | 1～8mm | 15～30% |
| 活性氧化铝 | 300～600目 | 3～12% |
| 金属铝粉 | 80～150目 | 0.5～3% |
| 耐热钢纤维 | 1～5% | |
| 金属硅粉 | 100～200目 | 2～8% |
| 铝酸盐水泥 | 3～6% 。 |
所述浇注料可由如下原料组成：
| 原料 | 粒度 | 重量百分比 |
| 氮化硅 | 200～300目 | 8～15% |
| 黑碳化硅 | 100～200目 | 10～20% |
| 绿碳化硅 | 200～300目 | 7～15% |
| 板状刚玉 | 1～8mm | 20～25% |
| 白刚玉 | 1～8mm | 20～25% |
| 活性氧化铝 | 300～600目 | 5～10% |
| 金属铝粉 | 80～150目 | 1～2.5% |
| 耐热钢纤维 | 0.3×1×25 | 2～4% |
| 金属硅粉 | 100～200目 | 3～6% |
| 铝酸盐水泥 | 3～5% 。 |
所述浇注料还可由如下原料组成：
| 原料 | 粒度 | 重量百分比 |
| 氮化硅 | 150～300目 | 5～10% |
| 黑碳化硅 | 100～200目 | 10～20% |
| 绿碳化硅 | 150～300目 | 5～15% |
| 板状刚玉 | 1～8mm | 20～30% |
| 白刚玉 | 1～8mm | 15～25% |
| 活性氧化铝 | 300～600目 | 3～8% |
| 金属铝粉 | 80～150目 | 0.5～2% |
| 耐热钢纤维 | 1～3% | |
| 金属硅粉 | 100～200目 | 2～6% |
| 铝酸盐水泥 | 3～5% 。 |
所述浇注料也可由如下原料组成：
| 原料 | 粒度 | 重量百分比 |
| 氮化硅 | 150～300目 | 9～20% |
| 黑碳化硅 | 100～200目 | 10～20% |
| 绿碳化硅 | 150～300目 | 10～20% |
| 板状刚玉 | 1～8mm | 20～30% |
| 白刚玉 | 1～8mm | 25～30% |
| 活性氧化铝 | 300～600目 | 4～12% |
| 金属铝粉 | 80～150目 | 1～3% |
| 耐热钢纤维 | 2～5% | |
| 金属硅粉 | 100～200目 | 4～8% |
| 铝酸盐水泥 | 4～6% 。 |
所述耐热钢纤维的直径为0.2～0.6mm，长度为8～20mm，长径比为20～50。
所述铝酸盐水泥为CA-80铝酸盐水泥。
本发明具有积极有益的效果：
具有优良高温稳定性、热震稳定性高（水冷，1100℃≥30次）、高抗碱侵蚀性（二级以上）、优良的常温和高温强度及抗高温物料磨损性能，有关性能指标参见表1；
该浇注料适于作为长寿（大于一年）型大中型水泥窑衬材料，尤其适用于大中型水泥窑的窑口、喷煤管、水泥窑烟室、篦冷机、预热器顶部等工况恶劣的关键部位。
表1 本发明浇注料的相关性能指标
| 项目 | 单位 | |
| Al2O3 | % | 60 |
| 体积密度 | g/mm3 | 2.60 |
| 抗折强度 | 110℃×24h，Mpa | ≥10 |
| 抗折强度 | 1400℃×3h，Mpa | ≥11 |
| 耐压强度 | 110℃×24h，Mpa | ≥80 |
| 耐压强度 | 1400℃×3h，Mpa | ≥120 |
| 烧后线变化率 | 1400℃×3h，% | +0.5～-0.5 |
| 热震稳定性 | （1100℃水冷），次 | ≥30 |
| 耐碱性 | 1350℃ | 二级以上 |
具体实施方式
以下结合具体实施例进一步阐述本发明。下述实施例中的各原料，如无特别说明，均为市售，浇注料配制及使用方法同常规方法。
实施例：氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料（实施例1～6），其原料组成见表2：
表2氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料原料组成（重量百分比）
| 原料 | 粒度 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 氮化硅 | 200～300目 | 15% | 10% | 8% | 5% | 10% | 20% |
| 黑碳化硅 | 100～200目 | 15% | 25% | 12% | 20% | 10% | 13% |
| 绿碳化硅 | 200～300目 | 10% | 5% | 15% | 12% | 10% | 7% |
| 板状刚玉 | 1～8mm | 20% | 25% | 30% | 28% | 20% | 20% |
| 白刚玉 | 1～8mm | 20% | 15% | 15% | 25% | 25% | 20% |
| 活性氧化铝 | 300～600目 | 6% | 4% | 8% | 3% | 5% | 7% |
| 金属铝粉 | 80～150目 | 2% | 1% | 1.5% | 1% | 3% | 2.5% |
| 耐热钢纤维 | 0.3×1×25mm | 3% | 2% | 1.5% | 1% | 4% | 2% |
| 金属硅粉 | 100～200目 | 5% | 8% | 6% | 2% | 7% | 4% |
| 铝酸盐水泥 | CA-80 | 4% | 5% | 3% | 3% | 6% | 4.5% |
上述浇注料的配制、使用方法同常规，其性能指标如表1所示。上述各浇注料分别成功应用在了宝丰大地集团（实施例1）、安徽萧县水泥有限公司（实施例2）、方城宛北水泥有限公司（实施例3）、河南南召水泥有限公司（实施例4）等的水泥窑设备中，在实际使用中效果优良，解决了窑口、喷煤管、水泥窑烟室、篦冷机、预热器顶部等部位热震稳定性差、不耐高温气流和物料冲刷、抗碱侵蚀不好等缺点，均达到了一代炉衬寿命一年以上的目标，是一代新型长寿炉衬材料，对大中型干法水泥窑的长寿发展奠定了坚实的技术保障。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料，其特征在于，所述浇注料由如下原料组成：
原料 粒度 重量百分比
氮化硅 150～300目 5～20%
黑碳化硅 100～200目 10～30%
绿碳化硅 150～300目 5～20%
板状刚玉 1～8mm 20～30%
白刚玉 1～8mm 15～30%
活性氧化铝 300～600目 3～12%
金属铝粉 80～150目 0.5～3%
耐热钢纤维 1～5%
金属硅粉 100～200目 2～8%
铝酸盐水泥 3～6% 。
2.根据权利要求1所述的氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料，其特征在于，所述浇注料由如下原料组成：
原料 粒度 重量百分比
氮化硅 200～300目 8～15%
黑碳化硅 100～200目 10～20%
绿碳化硅 200～300目 7～15%
板状刚玉 1～8mm 20～25%
白刚玉 1～8mm 20～25%
活性氧化铝 300～600目 5～10%
金属铝粉 80～150目 1～2.5%
耐热钢纤维 2～4%
金属硅粉 100～200目 3～6%
铝酸盐水泥 3～5% 。
3.根据权利要求1所述的氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料，其特征在于，所述浇注料由如下原料组成：
原料 粒度 重量百分比
氮化硅 150～300目 5～10%
黑碳化硅 100～200目 10～20%
绿碳化硅 150～300目 5～15%
板状刚玉 1～8mm 20～30%
白刚玉 1～8mm 15～25%
活性氧化铝 300～600目 3～8%
金属铝粉 80～150目 0.5～2%
耐热钢纤维 1～3%
金属硅粉 100～200目 2～6%
铝酸盐水泥 3～5% 。
4.根据权利要求1所述的氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料，其特征在于，所述浇注料由如下原料组成：
原料 粒度 重量百分比
氮化硅 150～300目 9～20%
黑碳化硅 100～200目 10～20%
绿碳化硅 150～300目 10～20%
板状刚玉 1～8mm 20～30%
白刚玉 1～8mm 25～30%
活性氧化铝 300～600目 4～12%
金属铝粉 80～150目 1～3%
耐热钢纤维 2～5%
金属硅粉 100～200目 4～8%
铝酸盐水泥 4～6% 。
5.根据权利要求1所述的氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料，其特征在于，所述耐热钢纤维的直径为0.2～0.6mm，长度为8～20mm，长径比为20～50。
6.根据权利要求1所述的氮化硅结合碳化硅抗热震浇注料，其特征在于，所述铝酸盐水泥为CA-80铝酸盐水泥。
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2012
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