CN107488038A - 碳化硅结合氮化硅糊料及生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种碳化硅结合氮化硅糊料，由如下原料按重量比组成：18％～20％高质密碳化硅、12％～15％高强度氮化硅、35％～53％电煅无烟煤、7％～14％高纯石墨碎、6％～11％残阳极、13％～15％粘结剂，本发明中的碳化硅结合氮化硅糊料，具有耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点，该产品使用于大中型矿热炉、用于各种钢厂冶炼炉、用于铝厂冶炼炉，使用于各种冶炼炉炉体的炭砖与炭砖之间的缝隙、炭砖与耐火砖之间的缝隙及炉底保护层，延长了冶炼炉的使用寿命，并且提高了矿热炉的使用寿命，降低了生产成本，本发明还提出一种碳化硅结合氮化硅糊料的生产方法。

Description

碳化硅结合氮化硅糊料及生产方法
技术领域
本发明涉及非金属耐火材料技术领域，尤其涉及一种碳化硅结合氮化硅糊料及生产方法。
背景技术
自从20世纪50年代以来,炼铁高炉的炉底和炉缸大量使用炭质耐火材料,有的高炉炉腰、炉腹及下炉身也使用炭质耐火材料,采用炭质耐火材料以后,高炉炉役明显延长,很少发生炉底或炉缸烧穿事故,但是随着高炉大型化和强化冶炼技术的采用,炉衬耐火材料的工作条件越来越恶化,因此对炉衬耐火材料提出更高的要求,20世纪70年代末各国研制了多种新型炭质耐火材料用于高炉的各个部位,如高密度炭块、微孔炭块、半石墨质块、石墨块、半石墨质碳化硅炭块、粗缝糊、冷捣糊、细缝糊等。
目前国内矿热炉大多采用普通碳砖或碳化硅碳砖和普通糊料砌筑做炉衬，在使用过程中出现填充糊料产品出现渗铁水现象，由其是大型矿热炉平凡的出现类似情况，这样就增加了生产成本，缩短了矿热炉的使用寿命，而且，国内矿热炉炉衬采用的普通糊料相比稳定性、抗氧化、抗冲刷性较差。
发明内容
有必要提出一种性能优良的碳化硅结合氮化硅糊料。
还有必要提出一种碳化硅结合氮化硅糊料的生产方法。
一种碳化硅结合氮化硅糊料，由如下原料按重量比组成：18％～20％高质密碳化硅、12％～15％高强度氮化硅、35％～53％电煅无烟煤、7％～14％高纯石墨碎、6％～11％残阳极、13％～15％粘结剂。
一种碳化硅结合氮化硅糊料的生产方法，包括以下步骤：
按18％～20％高质密碳化硅、12％～15％高强度氮化硅、35％～53％电煅无烟煤、7％～14％高纯石墨碎、6％～11％残阳极的比例将原料投入混捏锅内干混；
待原料加热达到工艺要求温度时，向混捏锅内加入粘结剂搅拌湿混，形成碳化硅结合氮化硅糊料。
本发明中的碳化硅结合氮化硅糊料，具有耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等特点，该产品使用于大中型矿热炉(硅锰炉、硅铁炉、电石炉、黄磷炉、金属硅炉)等、用于各种钢厂冶炼炉、用于铝厂冶炼炉，使用于各种冶炼炉炉体的炭砖与炭砖之间的缝隙、炭砖与耐火砖之间的缝隙及炉底保护层，延长了冶炼炉的使用寿命，并且提高了矿热炉的使用寿命，降低了生产成本。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对结合实施例作进一步的说明。
本发明实施例提供了一种碳化硅结合氮化硅糊料，由如下原料按重量比组成：18％～20％高质密碳化硅、12％～15％高强度氮化硅、35％～53％电煅无烟煤、7％～14％高纯石墨碎、6％～11％残阳极、13％～15％粘结剂。电煅无烟煤为半石墨化炭，比电阻第，导电性好，残阳极灰分第，比电阻低，导电性好，高强度氮化硅的特性为强度高、硬度高，将上述原料混合得到的糊料耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷均优于其他糊料产品。
进一步，所述电煅无烟煤包括45％～53％的骨料电煅无烟煤和47％～55％的粉料电煅无烟煤，骨料电煅无烟煤的粒径不小于3.5mm，粉料电煅无烟煤的目数大于200目。
掺和了骨料的糊料的耐磨性强、耐腐蚀性强、高密度、高体积稳定性、高强度、抗氧化、抗冲刷等性能均优于粉料混合得到的糊料的性能。
进一步，粘结剂包括煤沥青和蒽油，煤沥青占碳化硅结合氮化硅糊料的重量比为13％～18％，蒽油占碳化硅结合氮化硅糊料的重量比为0.8％～3.5％。
进一步，高质密碳化硅的硅含量≥99％，高质密碳化硅的粒径为100～200目，高强度氮化硅的氮化硅含量≥99％，高强度氮化硅的粒径为100～120目，高纯石墨碎的碳含量≥99.5％，高纯石墨碎的粒径为100～300目，残阳极的粒径为100～200目。
本发明还提出一种碳化硅结合氮化硅糊料的生产方法，包括以下步骤：
按18％～20％高质密碳化硅、12％～15％高强度氮化硅、35％～53％电煅无烟煤、7％～14％高纯石墨碎、6％～11％残阳极的比例将原料投入混捏锅内干混；
待原料加热达到工艺要求温度时，向混捏锅内加入粘结剂搅拌湿混，形成碳化硅结合氮化硅糊料。
进一步，原料中的电煅无烟煤包括45％～53％的骨料电煅无烟煤和47％～55％的粉料电煅无烟煤，骨料电煅无烟煤的粒径不小于3.5mm，粉料电煅无烟煤的目数大于200目，所述干混步骤包括骨料预热和混合加热步骤，骨料预热步骤为：将骨料电煅无烟煤先投入混捏锅内搅拌加热至温度达到190～200℃；混合加热步骤为：将高质密碳化硅、高强度氮化硅、高纯石墨碎、残阳极及粉料电煅无烟煤加入至盛装有预热后的骨料电煅无烟煤的混捏锅内搅拌混合，至温度再次达到190～200℃。
由于骨料的粒径较大，预热时为了将其骨料加热透彻，例如将骨料的内部也加热到190～200℃，需提前对骨料进行加热，然后再将粉料与骨料混合加热，此方法比较于直接将粒径差别较大的物料一起加热的操作，虽然检测温度达到工艺要求，但是骨料内部的实际温度并没有达到要求。
进一步，还在混合加热步骤前设置了粉料预混步骤，所述粉料预混步骤包括：将高质密碳化硅、高强度氮化硅、高纯石墨碎、残阳极及粉料电煅无烟煤分别过筛至粒径达到工艺要求的目数，然后将上述各粉料加入至配料锅内搅拌混合，搅拌混合至少30min，至各粉料混合均匀。
工艺要求的各粉料的粒径为：高质密碳化硅的硅含量≥99％，高质密碳化硅的粒径为100～200目，高强度氮化硅的氮化硅含量≥99％，高强度氮化硅的粒径为100～120目，高纯石墨碎的碳含量≥99.5％，高纯石墨碎的粒径为100～300目，残阳极的粒径为100～200目。粉料预混可以将粉料提前混合，使得混合更加均匀。
进一步，所述湿混步骤中的粘结剂包括煤沥青和蒽油，煤沥青占碳化硅结合氮化硅糊料的重量比为13％～18％，蒽油占碳化硅结合氮化硅糊料的重量比为0.8％～3.5％，在湿混步骤前还包括粘结剂预混步骤，粘结剂预混步骤包括先将煤沥青投入搅拌罐内搅拌预热，至煤沥青的软化点达到80～84℃，然后将蒽油加入至软化后的煤沥青中，搅拌混合至温度大于190～200℃，得到粘结剂。
蒽油起到对煤沥青稀释的作用，煤沥青提前预热至软化，有利于蒽油与煤沥青的混合，混合均匀才能达到稀释的效果。
进一步，还在湿混步骤之后还设置了凉料步骤，凉料步骤为将形成的高温碳化硅结合氮化硅糊料凉料至室温。
实施例1：
将粒径不小于3.5mm的骨料电煅无烟煤16％的投入混捏锅内预热至200℃，再将分别过筛后的高质密碳化硅18％、高强度氮化硅12％、高纯石墨碎7％、残阳极6％，以及目数大于200目的粉料电煅无烟煤16％加入至混捏锅内搅拌混合，至温度再次达到190～200℃，然后加入煤沥青13％和蒽油0.8％，搅拌加热至温度再次达到190～200℃，形成碳化硅结合氮化硅糊料。
实施例2：
将粒径不小于3.5mm的骨料电煅无烟煤22％的投入混捏锅内预热至200℃，再将分别过筛后的高质密碳化硅19％、高强度氮化硅14％、高纯石墨碎10％、残阳极8％，以及目数大于200目的粉料电煅无烟煤22％加入至混捏锅内搅拌混合，至温度再次达到190～200℃，然后加入煤沥青16％和蒽油2％，搅拌加热至温度再次达到190～200℃，形成碳化硅结合氮化硅糊料。
实施例3：
将粒径不小于3.5mm的骨料电煅无烟煤28％的投入混捏锅内预热至200℃，再将分别过筛后的高质密碳化硅20％、高强度氮化硅15％、高纯石墨碎14％、残阳极11％，以及目数大于200目的粉料电煅无烟煤29％加入至混捏锅内搅拌混合，至温度再次达到200℃，然后加入煤沥青18％和蒽油3.5％，搅拌加热至温度再次达到200℃，形成碳化硅结合氮化硅糊料。
对三组实施例生产的糊料进行相关理化指标检验，得到如下表格：
上表可知，本发明的糊料及采用本发明的方法生产的糊料的各项理化指标均达到国标要求，且由于普通糊料的理化指标。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种碳化硅结合氮化硅糊料，其特征在于，由如下原料按重量比组成：18％～20％高质密碳化硅、12％～15％高强度氮化硅、35％～53％电煅无烟煤、7％～14％高纯石墨碎、6％～11％残阳极、13％～15％粘结剂。
2.如权利要求1所述的碳化硅结合氮化硅糊料，其特征在于：所述电煅无烟煤包括45％～53％的骨料电煅无烟煤和47％～55％的粉料电煅无烟煤，骨料电煅无烟煤的粒径不小于3.5mm，粉料电煅无烟煤的目数大于200目。
3.如权利要求1所述的碳化硅结合氮化硅糊料，其特征在于：粘结剂包括煤沥青和蒽油，煤沥青占碳化硅结合氮化硅糊料的重量比为13％～18％，蒽油占碳化硅结合氮化硅糊料的重量比为0.8％～3.5％。
4.如权利要求1所述的碳化硅结合氮化硅糊料，其特征在于：高质密碳化硅的硅含量≥99％，高质密碳化硅的粒径为100～200目，高强度氮化硅的氮化硅含量≥99％，高强度氮化硅的粒径为100～120目，高纯石墨碎的碳含量≥99.5％，高纯石墨碎的粒径为100～300目，残阳极的粒径为100～200目。
5.一种碳化硅结合氮化硅糊料的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
按18％～20％高质密碳化硅、12％～15％高强度氮化硅、35％～53％电煅无烟煤、7％～14％高纯石墨碎、6％～11％残阳极的比例将原料投入混捏锅内干混；
待原料加热达到工艺要求温度时，向混捏锅内加入粘结剂搅拌湿混，形成碳化硅结合氮化硅糊料。
6.如权利要求5所述的碳化硅结合氮化硅糊料的生产方法，其特征在于：原料中的电煅无烟煤包括45％～53％的骨料电煅无烟煤和47％～55％的粉料电煅无烟煤，骨料电煅无烟煤的粒径不小于3.5mm，粉料电煅无烟煤的目数大于200目，所述干混步骤包括骨料预热和混合加热步骤，骨料预热步骤为：将骨料电煅无烟煤先投入混捏锅内搅拌加热至温度达到190～200℃；混合加热步骤为：将高质密碳化硅、高强度氮化硅、高纯石墨碎、残阳极及粉料电煅无烟煤加入至盛装有预热后的骨料电煅无烟煤的混捏锅内搅拌混合，至温度再次达到190～200℃。
7.如权利要求6所述的碳化硅结合氮化硅糊料的生产方法，其特征在于：还在混合加热步骤前设置了粉料预混步骤，所述粉料预混步骤包括：将高质密碳化硅、高强度氮化硅、高纯石墨碎、残阳极及粉料电煅无烟煤分别过筛至粒径达到工艺要求的目数，然后将上述各粉料加入至配料锅内搅拌混合，搅拌混合至少30min，至各粉料混合均匀。
8.如权利要求7所述的碳化硅结合氮化硅糊料的生产方法，其特征在于：所述湿混步骤中的粘结剂包括煤沥青和蒽油，煤沥青占碳化硅结合氮化硅糊料的重量比为13％～18％，蒽油占碳化硅结合氮化硅糊料的重量比为0.8％～3.5％，在湿混步骤前还包括粘结剂预混步骤，粘结剂预混步骤包括先将煤沥青投入搅拌罐内搅拌预热，至煤沥青的软化点达到80～84℃，然后将蒽油加入至软化后的煤沥青中，搅拌混合至温度大于190～200℃，得到粘结剂。
9.如权利要求8所述的碳化硅结合氮化硅糊料的生产方法，其特征在于：还在湿混步骤之后还设置了凉料步骤，凉料步骤为将形成的高温碳化硅结合氮化硅糊料凉料至室温。
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