CN105272310A - 鱼雷罐用铝碳碳化硅砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鱼雷罐用铝碳碳化硅砖及其制备方法，所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的原料按重量份数比计由62～74份的高铝矾土熟料颗粒、10～15份的高铝矾土粉、3～6份的碳化硅微粉、2～5份的结晶硅、10～15份的鳞片石墨和3～5份的热固性酚醛树脂组成。该方法首先将碳化硅微粉和高铝矾土粉进行预混；然后将其他原料依次放入混碾机进行混碾，再放入压砖机成型，在150～250℃下热处理12～36h，最后，拣选、检验、包装、入库，即得到鱼雷罐用铝碳碳化硅砖。鱼雷罐用铝碳碳化硅砖具有生产成本低、抗氧化性好、热震稳定性好、耐侵蚀性能好、使用寿命高等特点，因而能满足市场需求。

Description

鱼雷罐用铝碳碳化硅砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及定型耐火材料领域，具体地指一种鱼雷罐用铝碳碳化硅砖(Al₂O₃-C-SiC砖)及其制备方法。

背景技术

鱼雷罐是从高炉向转炉大吨位运送和储存铁水的一种设备，也可作为铁水预处理的容器，是实现铁水“三脱”的重要设备。

目前，鱼雷罐工作衬大多采用铝碳化硅碳砖(Al₂O₃-SiC-C砖)。碳化硅作为重要的原料组成部分，在铝碳化硅碳砖中含量较高，且一般是以细粉(180目～250目)或颗粒(1～0mm)形式加入，以提高材料的抗氧化性、耐侵蚀及抗冲刷等高温性能。但由于碳化硅原料的价格昂贵(约7000元/吨)，也造成了铝碳化硅碳砖的生产成本高；另一方面，碳化硅含量过多会降低材料的高温强度。公开号为CN102757245A的中国发明专利公开了一种添加碳化硅-金属硅复合粉体的铝碳化硅碳砖，其介绍了添加碳化硅-硅复合粉体部分取代碳化硅可以降低铝碳化硅碳砖的生产成本，但由于碳化硅-硅复合粉体中含有Fe杂质，对材料性能不利。

发明内容

本发明的目的是提供一种鱼雷罐用铝碳碳化硅砖(Al₂O₃-C-SiC砖)及其制备方法，该鱼雷罐用铝碳碳化硅砖具有生产成本低、抗氧化性好、热震稳定性好、耐侵蚀性能好、使用寿命高等特点，因而能满足市场需求。

为实现上述目的；本发明提供的一种鱼雷罐用铝碳碳化硅砖，所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的原料按重量份数比计由62～74份的高铝矾土熟料颗粒、10～15份的高铝矾土粉、3～6份的碳化硅微粉、2～5份的结晶硅、10～15份的鳞片石墨和3～5份的热固性酚醛树脂组成。

进一步地，所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的原料按重量份数比计由65～71份的高铝矾土熟料颗粒、10～14份的高铝矾土粉、3～5份的碳化硅微粉、2～5份的结晶硅、10～15份的鳞片石墨和3～5份的热固性酚醛树脂组成。

再进一步地，所述高铝矾土熟料颗粒中，Al₂O₃的含量≥88％、Fe₂O₃的含量≤2.0％、TiO₂的含量≤4.0％、K₂O+Na₂O的含量≤0.4％、CaO+MgO的含量≤0.4％。

再进一步地，所述高铝矾土熟料颗粒按粒度的大小分为≤5mm且＞3mm、≤3mm且＞1mm和≤1mm且＞0.088mm的三个级配，其重量百分比分别为40～50％、30～40％和15～25％。

再进一步地，所述高铝矾土粉的粒度≤0.088mm。

再进一步地所述碳化硅微粉的粒度为≤3μm，其中，碳化硅微粉中SiC的含量≥96％，Fe₂O₃的含量≤1.2％。

再进一步地，所述结晶硅的粒度≤0.061mm，其中，结晶硅中，Si的含量为≥98％、Fe的含量≤0.7％、Ca的含量≤0.5％。

再进一步地，所述鳞片石墨的粒度≤0.15mm，其中，鳞片石墨固定碳的含量≥94％。

本发明还提供了一种鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：

1)按上述重量份数比计称取高铝矾土熟料颗粒、高铝矾土粉、碳化硅微粉、工业结晶硅、鳞片石墨和热固性酚醛树脂，备用；

2)首先将碳化硅微粉和高铝矾土粉进行预混；然后将其他原料依次放入混碾机进行混碾，再放入压砖机成型，在150～250℃下热处理12～36h，最后，拣选、检验、包装、入库，即得到鱼雷罐用铝碳碳化硅砖。

本发明的有益效果在于：

1)本发明将碳化硅微粉(≤3μm)引入到鱼雷罐用铝碳碳化硅砖(Al₂O₃-C-SiC砖)中，由于碳化硅微粉粒度很细，反应活性很大，能优先发生反应，提高材料的抗氧化性能和热震稳定性；另一方面，碳化硅微粉均匀分散在基质中，填充气孔，降低气孔率，提高材料的抗侵蚀及耐冲刷性能。

2)本发明的鱼雷罐用铝碳碳化硅砖(Al₂O₃-C-SiC砖)，采用了价格更低的碳化硅微粉，同时降低了碳化硅的加入量，生产成本降低。

3)本发明的鱼雷罐用铝碳碳化硅砖(Al₂O₃-C-SiC砖)具有抗氧化性能好、抗侵蚀及耐冲刷性能好的特点，使用寿命可达1200次以上。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

鱼雷罐用铝碳碳化硅砖，其原料按重量份数比计由62～74份的高铝矾土熟料颗粒、10～15份的高铝矾土粉、3～6份的碳化硅微粉、2～5份的结晶硅、10～15份的鳞片石墨和3～5份的热固性酚醛树脂组成。

高铝矾土熟料颗粒中，Al₂O₃的含量≥88％、Fe₂O₃的含量≤2.0％、TiO₂的含量≤4.0％、K₂O+Na₂O的含量≤0.4％、CaO+MgO的含量≤0.4％。

高铝矾土熟料颗粒按粒度的大小分为≤5mm且＞3mm、≤3mm且＞1mm和≤1mm且＞0.088mm的三个级配，其重量百分比分别为40～50％、30～40％和15～25％。

高铝矾土粉的粒度≤0.088mm。

碳化硅微粉中粒度为≤3μm，SiC的含量≥96％，Fe₂O₃的含量≤1.2％。

结晶硅的粒度≤0.061mm，其中，结晶硅中，Si的含量为≥98％、Fe的含量≤0.7％、Ca的含量≤0.5％。

鳞片石墨的粒度≤0.15mm，其中，鳞片石墨固定碳的含量≥94％。

实施例1

鱼雷罐用铝碳碳化硅砖1(Al₂O₃-C-SiC砖)的原料按重量份数比计由71份的高铝矾土熟料颗粒、10份的矾土粉、3份的碳化硅微粉、2份的工业结晶硅、10份的鳞片石墨和4份的热固性酚醛树脂组成。

高铝矾土熟料颗粒按粒度的大小分为≤5mm且＞3mm、≤3mm且＞1mm和≤1mm且＞0.088mm的三个级配，其重量百分比分别为45％、37％和18％。

高铝矾土熟料颗粒中，Al₂O₃的含量≥88％、Fe₂O₃的含量≤2.0％、TiO₂的含量≤4.0％、K₂O+Na₂O的含量≤0.4％、CaO+MgO的含量≤0.4％。

高铝矾土粉的粒度≤0.088mm。

碳化硅微粉中粒度为≤3μm，SiC的含量≥96％，Fe₂O₃的含量≤1.2％。

结晶硅的粒度≤0.061mm，其中，结晶硅中，Si的含量为≥98％、Fe的含量≤0.7％、Ca的含量≤0.5％。

鳞片石墨的粒度≤0.15mm，其中，鳞片石墨固定碳的含量≥94％。

实施例2

鱼雷罐用铝碳碳化硅砖2(Al₂O₃-C-SiC砖)的原料按重量份数比计由64份的高铝矾土熟料颗粒、12份的矾土粉、6份的碳化硅微粉、3份的结晶硅、12份的鳞片石墨和3份的热固性酚醛树脂组成。

高铝矾土熟料颗粒按粒度的大小分为≤5mm且＞3mm、≤3mm且＞1mm和≤1mm且＞0.088mm的三个级配，其重量百分比分别为48％、28％和24％。

上述原料与实施例1的原料相同。

实施例3

鱼雷罐用铝碳碳化硅砖3(Al₂O₃-C-SiC砖)的原料按重量份数比计由65份的高铝矾土熟料颗粒、14份的高铝矾土粉、4份的碳化硅微粉、4份的结晶硅、10份的鳞片石墨和3份的热固性酚醛树脂组成。

高铝矾土熟料颗粒按粒度的大小分为≤5mm且＞3mm、≤3mm且＞1mm和≤1mm且＞0.088mm的三个级配，其重量百分比分别为50％、30％和20％。

上述原料与实施例1的原料相同。

实施例4

鱼雷罐用铝碳碳化硅砖4，所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的原料按重量份数比计由68份的高铝矾土熟料颗粒、12份的高铝矾土粉、3份的碳化硅微粉、2份的结晶硅、11份的鳞片石墨和4份的热固性酚醛树脂组成。

高铝矾土熟料颗粒按粒度的大小分为≤5mm且＞3mm、≤3mm且＞1mm和≤1mm且＞0.088mm的三个级配，其重量百分比分别为40％、40％和20％。

上述原料与实施例1的原料相同。

实施例5

鱼雷罐用铝碳碳化硅砖5，所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的原料按重量份数比计由62份的高铝矾土熟料颗粒、11份的高铝矾土粉、3份的碳化硅微粉、4份的结晶硅、15份的鳞片石墨和5份的热固性酚醛树脂组成。

高铝矾土熟料颗粒按粒度的大小分为≤5mm且＞3mm、≤3mm且＞1mm和≤1mm且＞0.088mm的三个级配，其重量百分比分别为45％、30％和25％。

实施例6

鱼雷罐用铝碳碳化硅砖5，所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的原料按重量份数比计由74份的高铝矾土熟料颗粒、12份的高铝矾土粉、3份的碳化硅微粉、2份的结晶硅、11份的鳞片石墨和3份的热固性酚醛树脂组成。

高铝矾土熟料颗粒按粒度的大小分为≤5mm且＞3mm、≤3mm且＞1mm和≤1mm且＞0.088mm的三个级配，其重量百分比分别为42％、38％和20％。

实施例1～5的鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：

1)按上述重量份数比计称取高铝矾土熟料颗粒、高铝矾土粉、碳化硅微粉、工业结晶硅、鳞片石墨和热固性酚醛树脂，备用；

2)首先将碳化硅微粉和高铝矾土粉进行预混；然后将其他原料依次放入混碾机进行混碾，再放入压砖机成型，在150～250℃下热处理12～36h，最后，拣选、检验、包装、入库，即得到鱼雷罐用铝碳碳化硅砖。

以上实施例中所制备的鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的性能如下表：

如表所示，本发明的鱼雷罐用铝碳碳化硅砖主要理化指标：220℃烘烤后的体积密度(220℃×24h)≥2.92g/cm；显气孔率(220℃×24h)≤5％；耐压强度(220℃×24h)≥50MPa；线变化率(埋碳，1500℃×3h)0～1％；高温抗折强度(1400℃×0.5h)≥8MPa；其在320吨鱼雷罐上使用，使用寿命≥1200炉。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (9)

1.一种鱼雷罐用铝碳碳化硅砖，其特征在于：所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的原料按重量份数比计由62～74份的高铝矾土熟料颗粒、10～15份的高铝矾土粉、3～6份的碳化硅微粉、2～5份的结晶硅、10～15份的鳞片石墨和3～5份的热固性酚醛树脂组成。

2.根据权利要求1所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖，其特征在于：所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的原料按重量份数比计由65～71份的高铝矾土熟料颗粒、10～14份的高铝矾土粉、3～5份的碳化硅微粉、2～5份的结晶硅、10～15份的鳞片石墨和3～5份的热固性酚醛树脂组成。

3.根据权利要求1或2所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖，其特征在于：所述高铝矾土熟料颗粒中，Al₂O₃的含量≥88％、Fe₂O₃的含量≤2.0％、TiO₂的含量≤4.0％、K₂O+Na₂O的含量≤0.4％、CaO+MgO的含量≤0.4％。

4.根据权利要求3所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖，其特征在于：所述高铝矾土熟料颗粒按粒度的大小分为≤5mm且＞3mm、≤3mm且＞1mm和≤1mm且＞0.088mm的三个级配，其重量百分比分别为40～50％、30～40％和15～25％。

5.根据权利要求1或2所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖，其特征在于：所述高铝矾土粉的粒度≤0.088mm。

6.根据权利要求1或2所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖，其特征在于：所述碳化硅微粉的粒度为≤3μm，其中，碳化硅微粉中SiC的含量≥96％，Fe₂O₃的含量≤1.2％。

7.根据权利要求1或2所述鱼雷罐用铝碳碳化硅砖，其特征在于：所述结晶硅的粒度≤0.061mm，其中，结晶硅中，Si的含量为≥98％、Fe的含量≤0.7％、Ca的含量≤0.5％。

8.根据权利要求1所述的鱼雷罐用铝碳碳化硅砖(Al₂O₃-C-SiC砖)，其特征在于：所述鳞片石墨的粒度≤0.15mm，其中，鳞片石墨固定碳的含量≥94％。

9.一种权利要求1所述的鱼雷罐用铝碳碳化硅砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：包括以下步骤：

1)按上述重量份数比计称取高铝矾土熟料颗粒、高铝矾土粉、碳化硅微粉、工业结晶硅、鳞片石墨和热固性酚醛树脂，备用；

2)首先将碳化硅微粉和矾土粉进行预混；然后将其他原料依次放入混碾机进行混碾，再放入压砖机成型，在温度为150～250℃下热处理12～36h，最后，拣选、检验、包装、入库，即得到鱼雷罐用铝碳碳化硅砖。