CN103833386A - 高耐磨硅莫砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高耐磨硅莫砖及其制备方法，属于耐火材料领域。一种高耐磨硅莫砖，由下述重量百分含量的组分制备而成：粒度＜0.1mm的高铝矾土20～30%、0.1mm≤粒度＜1mm的高铝矾土5～15%、1 mm≤粒度＜3 mm的高铝矾土30～40%、粒度≥3 mm的矾土5～8%、碳化硅15～20%、α-Al₂O₃微粉2～4%、硅微粉3～4%、纳米级金属铝粉3～5%。其制备方法包括：制泥、成型、干燥和烧制。本发明粒级配比均衡，制得的硅莫砖结构致密、结合强度和烧成强度大、耐磨性能优异、抗热震性能好、热导率低、荷软温度高、使用寿命长。

Description

高耐磨硅莫砖及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料领域，涉及一种高耐磨硅莫砖及其制备方法，具体涉及一种大型干法水泥回转窑用分解带、过渡带等部位的一种高耐磨硅莫砖及其制备方法。

背景技术

现有大型干法水泥回转窑用分解带、过渡带等部位采用镁铝尖晶石砖或者普通硅莫砖。镁铝尖晶石砖缺点在于抵抗水泥熟料侵蚀的能力较弱，挂窑皮性能较差，且热导率较大，引起窑体表面温度增高，需要鼓风强制冷却才能保护窑体和维持生产。普通硅莫砖采用一般矾土原料和碳化硅在耐火砖压制干燥烧成工艺中形成，结合强度不够，烧成温度欠缺致使莫来石晶体发育不完全，导致高温性能比较弱，耐火耐磨耐蚀抗热震性能均较为一般。一般硅莫砖的使用寿命仅仅在半年到一年的区间内。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供了一种高耐磨硅莫砖及其制备方法。

本发明可以通过以下技术方案实现：一种高耐磨硅莫砖，由下述重量百分含量的组分制备而成：

作为优选，由下述重量百分含量的组分制备而成：

作为优选，由下述重量百分含量的组分制备而成：

作为优选，由下述重量百分含量的组分制备而成：

所述的高铝矾土为Al₂O₃重量百分含量≥88%的特级高铝矾土；

所述的矾土为Al₂O₃重量百分含量≥85%的特级矾土；

所述的碳化硅的主要成分SiC的含量为98%，体积密度3.215g/cm3，粒度≤3mm；

所述的α-Al₂O₃微粉的主要成分Al₂O₃的含量≥99%，体积密度≥3.98g/cm3，粒度＜5μm；

所述的硅微粉的主要成分SiO₂的含量≥96%，比表面积15~30 m²/g，粒度＜1 μm，pH值5.3~7.6。

本发明还提供了提供了一种高耐磨硅莫砖的制备方法。

一种高耐磨硅莫砖的制备方法，包括以下步骤：

第一步、制泥：按照配比称取上述组分，外加入总组分重量4～6%的纸浆废液，混碾制成泥料；

第二步、成型：泥料置于630t级摩擦压砖机内压制成型得到砖坯；

第三步、干燥：将第二步制得的砖坯送入干燥窑内，100℃～160℃下干燥直至砖坯内残余水分小于等于1%；

第四步、烧制：将第三步干燥后的砖坯在隧道窑内，以天然气为燃料进行烧制，烧制温度1450℃～1680℃，烧制时间60~70小时得到高耐磨硅莫砖。

步骤2)中所述纸浆废液为市售，在硅莫砖中起结合剂的作用。

本发明的有益效果：

本发明硅莫砖的粒级配比均衡，在高温烧结的过程中，碳化硅会分解成CO和SiO₂，SiO₂和高铝熟料中的Al₂O₃反应生成莫来石相，莫来石具有更优异的高温性能，上述反应伴随着体积的膨胀，正好弥补重烧带来的收缩，提高了荷软温度以及砖体的强度。碳化硅在高温烧制作用下会在砖体表皮生成致密的SiO₂，该层有效的起到保护作用，当表层SiO₂被侵蚀后，砖体内部源源不断的会有新的碳化硅分解生成保护层，这样的理化过程极大的增强其耐碱蚀性。另外，碳化硅的硬度9.5，仅次于金刚石，耐磨性能极佳，增加碳化硅的比重有利于提高其硅莫砖的耐磨性能。碳化硅具有较高的热导率以及中等偏下的热膨胀系数，所以其对砖体的抗热震性能有促进作用。生成的莫来石晶体也有很好的耐火耐磨性能，抗热震性能较好。其中纳米级的金属铝粉在煅烧的过程中会在砖体内部形成极微小的微孔，对于提高其砖体的抗热震性能以及其保温性能都有裨益作用。制得的硅莫砖结构致密、结合强度和烧成强度大、耐磨性能优异、抗热震性能好、热导率低、荷软温度高、使用寿命长。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种高耐磨硅莫砖，由下述重量百分含量的组分制备而成：

其中，所述的高铝矾土为Al₂O₃重量百分含量89%的特级高铝矾土；矾土为Al₂O₃重量百分含量86%的特级矾土；碳化硅的主要成分SiC的含量为98%，体积密度3.215g/cm3，粒度≤3mm；α-Al₂O₃微粉的主要成分Al₂O₃的含量99.0%，体积密度3.99 g/cm3，粒度＜5μm；硅微粉的主要成分SiO₂的含量97%，比表面积16m²/g，粒度＜1 μm，pH值5.6。

高耐磨硅莫砖的制备方法，包括以下步骤：

第一步、制泥：按照配比称取上述组分，外加入总组分重量6.0%的纸浆废液，在行星式混碾机中混碾制成泥料；

第二步、成型：泥料置于630t级摩擦压砖机内压制成型得到砖坯；；

第三步、干燥：将第二步制得的砖坯送入干燥窑内，150℃下干燥直至砖坯内残余水分小于等于1%；

第四步、烧制：将第三步干燥后的砖坯在隧道窑内，以天然气为燃料进行烧制，烧制温度1550℃，烧制时间68小时，得到高耐磨硅莫砖。

一种高耐磨硅莫砖的制备方法，包括以下步骤：

该配方的粒级配比适中，造价适当。制得的高耐磨硅莫砖结构致密，耐磨性能优异，抗热震性能（1100℃?水冷）/次12次，成型强度36MPa，烧成强度90MPa热导率1.8，荷软温度1600℃，使用寿命长达2年；硅莫砖没有国标，一般采用建材行业标准。在建材行业标准中，以硅莫砖的荷重软化温度为主要指标，有1600，1650，1680等，故本实施例中硅莫砖的型号为SX-1600T。

实施例2

一种高耐磨硅莫砖，由下述重量百分含量的组分制备而成：

其中，所述的高铝矾土为Al₂O₃重量百分含量90%的特级高铝矾土；矾土为Al₂O₃重量百分含量87%的特级矾土；碳化硅的主要成分SiC的含量98%，体积密度3.215g/cm3，粒度≤3mm；α-Al₂O₃微粉的主要成分Al₂O₃的含量99.3%，体积密度3.98g/cm3，粒度＜5μm；硅微粉的主要成分SiO₂的含量97%，比表面积18 m²/g，粒度＜1 μm，pH值6.3。

高耐磨硅莫砖的制备方法，包括以下步骤：

第一步、制泥：按照配比称取上述组分，外加入总组分重量5.0%的纸浆废液，在行星式混碾机中混碾制成泥料；

第二步、成型：泥料置于630t级摩擦压砖机内压制成型得到砖坯；

第三步、干燥：将第二步制得的砖坯送入干燥窑内，160℃下干燥直至砖坯内残余水分小于等于1%；

第四步、烧制：将第三步干燥后的砖坯在隧道窑内，以天然气为燃料进行烧制，烧制温度1580℃，烧制时间68小时得到高耐磨硅莫砖。

该配方的微粉细粉较多，造价偏高。制得的高耐磨硅莫砖结构致密，耐磨性能优异，抗热震性能（1100℃?水冷）/次13次，成型强度40MPa，烧成强度95MPa，热导率2.3，荷软温度1650℃，使用寿命长达2年；硅莫砖没有国标，一般采用建材行业标准。在建材行业标准中，以硅莫砖的荷重软化温度为主要指标，有1600，1650，1680等，故本实施例中硅莫砖的型号为SX-1650T。

实施例3

一种高耐磨硅莫砖，由下述重量百分含量的组分制备而成：

其中，所述的高铝矾土为Al₂O₃重量百分含量92%的特级高铝矾土；矾土为Al₂O₃重量百分含量86%的特级矾土；碳化硅的主要成分SiC的含量98%，体积密度3.215g/cm3，粒度≤3mm；α-Al₂O₃微粉的主要成分Al₂O₃的含量99.5%，体积密度3.99g/cm3，粒度＜5μm；硅微粉的主要成分SiO₂的含量97%，比表面积26 m²/g，粒度＜1 μm，pH值7.5。

高耐磨硅莫砖的制备方法，包括以下步骤：

第一步、制泥：按照配比称取上述组分，外加入总组分重量4.2%的纸浆废液，在行星式混碾机内混碾制成泥料；

第二步、成型：泥料置于630t级摩擦压砖机内压制成型得到砖坯；

第三步、干燥：将第二步制得的砖坯送入干燥窑内，140℃下干燥直至砖坯内残余水分小于等于1%；

第四步、烧制：将第三步干燥后的砖坯在隧道窑内，以天然气为燃料进行烧制，烧制温度1680℃，烧制时间60小时得到高耐磨硅莫砖。

该配方增加了粗颗粒的比例和碳化硅的组成，造价适度。制得的高耐磨硅莫砖结构致密，耐磨性能极佳，抗热震性能（1100℃?水冷）/次15次，成型强度50MPa，烧成强度92MPa热导率2.0，荷软温度1680℃，使用寿命长达2年；硅莫砖没有国标，一般采用建材行业标准。在建材行业标准中，以硅莫砖的荷重软化温度为主要指标，有1600，1650，1680等，故本实施例中硅莫砖的型号为SX-1680T。

Claims (6)

1.一种高耐磨硅莫砖，其特征在于由下述重量百分含量的组分制备而成：

2.根据权利要求1所述的高耐磨硅莫砖，其特征在于由下述重量百分含量的组分制备而成：

3.根据权利要求1所述的高耐磨硅莫砖，其特征在于由下述重量百分含量的组分制备而成：

4.根据权利要求1所述的高耐磨硅莫砖，其特征在于由下述重量百分含量的组分制备而成：

5.根据权利要求1所述的高耐磨硅莫砖，其特征在于所述的高铝矾土为Al₂O₃重量百分含量≥88%的特级高铝矾土；

所述的矾土为Al₂O₃重量百分含量≥85%的特级矾土；

所述的碳化硅的主要成分SiC的含量为98%，体积密度3.215g/cm3，粒度≤3mm；

所述的α-Al₂O₃微粉的主要成分Al₂O₃的含量≥99%，体积密度≥3.98g/cm3，粒度＜5μm；

所述的硅微粉的主要成分SiO₂的含量≥96%，比表面积15~30 m²/g，粒度＜1 μm，pH值5.3~7.6。

6.一种权利要求1所述的高耐磨硅莫砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、制泥：按照配比称取上述组分，外加入总组分重量4～6%的纸浆废液，混碾制成泥料；

第二步、成型：泥料置于630t级摩擦压砖机内压制成型得到砖坯；

第三步、干燥：将第二步制得的砖坯送入干燥窑内，100℃～160℃下干燥直至砖坯内残余水分小于等于1%；

第四步、烧制：将第三步干燥后的砖坯在隧道窑内，以天然气为燃料进行烧制，烧制温度1450℃～1680℃，烧制时间60～70小时得到高耐磨硅莫砖。