CN102838353A - 耐高温碳化硅还原罐及其制备方法 - Google Patents

耐高温碳化硅还原罐及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种耐高温碳化硅还原罐，是将碳化硅和结合剂充分混合后，加入到制罐模具内，振动夯实并固化成型，其碳化硅和结合剂的重量配比为88～92:12～8；碳化硅由粒度为3～5mm、1～3mm、0.1～1mm、200目的四种碳化硅原料组成，结合剂包括粘土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和呋喃树脂。本发明耐高温碳化硅还原罐在高温环境下使用，热稳定性强，机械强度高，冷热交替使用不容易破损，充装物料后的碳化硅罐进入焙烧炉，在900～1200℃温度下煅烧后可达到抗折强度80MPa，能反复使用次数达200次/个。本发明耐高温碳化硅还原罐制作方法简单，生产效率高，生产耗能小，生产成本低。

Description

耐高温碳化硅还原罐及其制备方法
技术领域
 本发明涉及一种还原罐，特别是一种耐高温碳化硅还原罐；本发明还涉及前述碳化硅还原罐的制备方法。
背景技术
还原罐现在常是用粘土制作的，每个罐子都有底，然后码放在窑车上，粘土罐机械强度不高，容易破损，而且热稳定性不强，经过冷热一个循环40%的罐子就破损了。粘土罐在制作的过程中需要压力成型，热稳定性不强，使用之前必须经过1000度高温煅烧成型才能有一定的机械强度，而且在冷热交替使用的环境中容易破损，因此大大的提高生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种原料组方便为合理、使用寿命长、热稳定性强、制作简单的耐高温碳化硅还原罐。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述耐高温碳化硅还原罐的一种制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种耐高温碳化硅还原罐，其特点是，是将碳化硅和结合剂充分混合后，加入到制罐模具内，振动夯实并固化成型，其碳化硅和结合剂的重量配比为88～92:12～8；碳化硅的纯度≥95%，Fe2O3≤0.50%；
所述的碳化硅由粒度为3～5mm、1～3mm、0.1～1mm、200目的四种碳化硅原料组成，上述四种碳化硅原料的重量配比为34～38:20～25:15～20:20～25；
所述的结合剂包括粘土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和呋喃树脂，粘土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和树脂的重量配比为8～16： 2～4：4～8：0.01～0.1：0.5～3。
以上所述的耐高温碳化硅还原罐技术方案中：所述的四种碳化硅原料的重量配比为36:23:18:23。
以上所述的耐高温碳化硅还原罐技术方案中：所述的结合剂包括粘土、高岭土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和呋喃树脂，粘土、高岭土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和树脂的重量配比为4～8：4～8：2～4：4～8：0.01～0.1：0.5～3。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明是一种如以上技术方案所述的耐高温碳化硅还原罐的制备方法，其特点是，其步骤如下：（1）将结合剂充分混合均匀，然后分成结合剂Ⅰ、结合剂Ⅱ和结合剂Ⅲ三组，三组的重量比为4～4.5：1：1～1.5；
（2）将粒度为0.1～1mm和200目的碳化硅原料依次加入到搅拌机中搅匀，再依次向搅拌机内加入结合剂Ⅰ、粒度为1～3mm的碳化硅原料和粒度为3～5mm的碳化硅原料，搅拌均匀后，再加入结合剂Ⅱ，搅拌2～3分钟后，再加入结合剂Ⅲ，搅拌，2～3分钟后加入水，再搅拌6～8分钟，其中加入水的量与碳化硅总重量的比为1：20～24；
（3）将搅拌好的原料均匀加入到制罐模具内，填装后的制罐模具在振动平台上，振动夯实10～15分钟后形成还原罐坯；
（4）将还原罐坯经65±5℃的热风脱水烘干5.5～6.5小时至还原罐坯残留水分小于1％，凝固硬化后，脱模，即得成品碳化硅还原罐。
本发明耐高温碳化硅还原罐使用碳化硅和结合剂混合后在模具中振动夯实并固化成型，制得的还原罐在高温环境下使用，热稳定性强，机械强度高，冷热交替使用不容易破损，充装物料后的碳化硅罐进入焙烧炉，在900～1200℃温度下煅烧后可达到抗折强度80MPa，能反复使用次数达200次/个，大大的提高了使用寿命。本发明耐高温碳化硅还原罐制作方法简单，生产效率高，生产耗能小，大大的降低了生产成本。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种耐高温碳化硅还原罐，是将碳化硅和结合剂充分混合后，加入到制罐模具内，振动夯实并固化成型，其碳化硅和结合剂的重量配比为88～92:12～8；碳化硅的纯度≥95%，Fe2O3≤0.50%；
所述的碳化硅由粒度为3～5mm、1～3mm、0.1～1mm、200目的四种碳化硅原料组成，上述四种碳化硅原料的重量配比为34～38:20～25:15～20:20～25；
所述的结合剂包括粘土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和呋喃树脂，粘土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和树脂的重量配比为8～16： 2～4：4～8：0.01～0.1：0.5～3。
其制备方法步骤如下：
（1）将结合剂充分混合均匀，然后分成结合剂Ⅰ、结合剂Ⅱ和结合剂Ⅲ三组，三组的重量比为4～4.5：1：1～1.5；
（2）将粒度为0.1～1mm和200目的碳化硅原料依次加入到搅拌机中搅匀，再依次向搅拌机内加入结合剂Ⅰ、粒度为1～3mm的碳化硅原料和粒度为3～5mm的碳化硅原料，搅拌均匀后，再加入结合剂Ⅱ，搅拌2～3分钟后，再加入结合剂Ⅲ，搅拌，2～3分钟后加入水，再搅拌6～8分钟，其中加入水的量与碳化硅总重量的比为1：20～24；
（3）将搅拌好的原料均匀加入到制罐模具内，填装后的制罐模具在振动平台上，振动夯实10～15分钟后形成还原罐坯；
（4）将还原罐坯经65±5℃的热风脱水烘干5.5～6.5小时至还原罐坯残留水分小于1％，凝固硬化后，脱模，即得成品碳化硅还原罐。
结合剂Ⅰ、结合剂Ⅱ、结合剂Ⅲ加入时要用手捻开后均匀的撒入，防止搅拌不匀。
实施例2，一种耐高温碳化硅还原罐，是将碳化硅和结合剂充分混合后，加入到制罐模具内，振动夯实并固化成型，其碳化硅和结合剂的重量配比为90:10；碳化硅的纯度≥95%，Fe2O3≤0.50%；
所述的碳化硅由粒度为3～5mm、1～3mm、0.1～1mm、200目的四种碳化硅原料组成，上述四种碳化硅原料的重量配比为36:23:18:23；
所述的结合剂包括粘土、高岭土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和呋喃树脂，粘土、高岭土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和树脂的重量配比为4～8：4～8：2～4：4～8：0.01～0.1：0.5～3。
其制备方法步骤如下：
（1）将结合剂充分混合均匀，然后分成结合剂Ⅰ、结合剂Ⅱ和结合剂Ⅲ三组，三组的重量比为4.3：1：1.25；
（2）将粒度为0.1～1mm和200目的碳化硅原料依次加入到搅拌机中搅匀，再依次向搅拌机内加入结合剂Ⅰ、粒度为1～3mm的碳化硅原料和粒度为3～5mm的碳化硅原料，搅拌均匀后，再加入结合剂Ⅱ，搅拌2分钟后，再加入结合剂Ⅲ，搅拌，2分钟后加入水，再搅拌7分钟，其中加入水的量与碳化硅总重量的比为1：22；
（3）将搅拌好的原料均匀加入到制罐模具内，填装后的制罐模具在振动平台上，振动夯实10～15分钟后形成还原罐坯；
（4）将还原罐坯经65±5℃的热风脱水烘干6小时至还原罐坯残留水分小于1％，凝固硬化后，脱模，即得成品碳化硅还原罐。

Claims (4)

1.一种耐高温碳化硅还原罐，其特征在于：是将碳化硅和结合剂充分混合后，加入到制罐模具内，振动夯实并固化成型，其碳化硅和结合剂的重量配比为88～92:12～8；碳化硅的纯度≥95%，Fe2O3≤0.50%；
所述的碳化硅由粒度为3～5mm、1～3mm、0.1～1mm、200目的四种碳化硅原料组成，上述四种碳化硅原料的重量配比为34～38:20～25:15～20:20～25；
所述的结合剂包括粘土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和呋喃树脂，粘土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和树脂的重量配比为8～16： 2～4：4～8：0.01～0.1：0.5～3。
2.根据权利要求1所述的耐高温碳化硅还原罐，其特征在于：所述四种碳化硅原料的重量配比为36:23:18:23。
3.根据权利要求1所述的耐高温碳化硅还原罐，其特征在于：所述的结合剂包括粘土、高岭土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和呋喃树脂，粘土、高岭土、长石、石棉纤维、高纯度金属硅和树脂的重量配比为4～8：4～8：2～4：4～8：0.01～0.1：0.5～3。
4.一种如权利要求1、2或3所述的耐高温碳化硅还原罐的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
将结合剂充分混合均匀，然后分成结合剂Ⅰ、结合剂Ⅱ和结合剂Ⅲ三组，三组的重量比为4～4.5：1：1～1.5；
将粒度为0.1～1mm和200目的碳化硅原料依次加入到搅拌机中搅匀，再依次向搅拌机内加入结合剂Ⅰ、粒度为1～3mm的碳化硅原料和粒度为3～5mm的碳化硅原料，搅拌均匀后，再加入结合剂Ⅱ，搅拌2～3分钟后，再加入结合剂Ⅲ，搅拌，2～3分钟后加入水，再搅拌6～8分钟，其中加入水的量与碳化硅总重量的比为1：20～24；
将搅拌好的原料均匀加入到制罐模具内，填装后的制罐模具在振动平台上，振动夯实10～15分钟后形成还原罐坯；
将还原罐坯经65±5℃的热风脱水烘干5.5～6.5小时至还原罐坯残留水分小于1％，凝固硬化后，脱模，即得成品碳化硅还原罐。
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