CN1099017A

CN1099017A - 粘土结合碳化硅耐火材料

Info

Publication number: CN1099017A
Application number: CN 93111660
Authority: CN
Inventors: 晏溶
Original assignee: ELECTRONIC MATERIALS FACTORY XINHUA COUNTY HUNAN PROV
Current assignee: ELECTRONIC MATERIALS FACTORY XINHUA COUNTY HUNAN PROV
Priority date: 1993-08-14
Filing date: 1993-08-14
Publication date: 1995-02-22

Abstract

粘土结合碳化硅耐火材料，主要用做陶瓷行业的装瓷窑具。其主要组成原料及配比是：碳化硅为60 ～75％，结合土为10～15％，矾土为8～12％，氧化铝为5～10％，硅微粉为2～5％(用于喷涂)。用这种材料制作的窑具(即碳化硅窑具)能显著提高瓷产品质量，提高装载容量，降低烧成温度，缩短烧成时间，减少窑具损耗，降低窑具成本。

Description

本发明涉及一种粘土结合碳化硅耐火材料及其制备方法，主要用于陶瓷行业的装瓷窑具。

对陶瓷行业来说，提高产品质量、节约能源、降低消耗，是当今企业降低成本的关键。近年来，国内不少陶瓷厂家，不惜重金购买国外的碳化硅窑具以适应陶瓷生产发展的需要。尽管有一些陶瓷厂家在碳化硅窑具的研制方面做过不少有益探讨，但窑具质量和成本始终未能突破，推广应用受到限制。如何进一步降低窑具成本，提高窑具使用寿命，并使之国产化，已成为陶瓷厂家的迫切需求，也是国家的重点开发项目。

本发明的目的旨在选用最佳原料配方，采用精细加工，而提供一种粘土结合碳化硅耐火材料及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：对组成材料的配比及其技术条件科学地提出要求，并在实验与实际制作中成功地加以应用。具体来说，本发明的实施例即为：

一、原材料的选择

1、碳化硅：碳化硅按其结晶形态，有绿色和黑色两种，它是碳化硅耐火材料的主晶相，应符合如下技术条件：

含量单位：%

SiC	Fe₂0₃	C	MgO	k₂O+NaO
					＞98	＜1	＜0.5	＜0.8	痕迹

其中铁杂质对碳化硅制品危害最大，配料前必需用水清洗和磁选去铁以及去掉碳化硅中的其它有害物质。

为了获得致密度高的制品，原料进行分级筛选，按粗、中、细做最宜颗粒配比，其为：粗：中：细＝1：0.2-0.4：0.6-1。碳化硅在制品中的配比为60-75%，不能低于60%，否则制品的高温抗折性差，同时不能体现碳化硅导热系数高的优点。

2、结合土：碳化硅系瘠性材料，加入粘土或高岭土作为结合土以增加坯料塑性，利于成型。

结合土要符合如下技术条件：

含量单位：%

SiO₂	Al₂0₃	Fe₂0₃	CaO	k₂O+NaO	灼减
						40－60	34-40	＜1	＜0.5	＜1	13－17

结合土在制品中的配比为10-15%，在成型过程中，如果塑性原料低于15%，则坯料在300kg/cm²压力下很难成型。

3、矾土或锻烧氧化铝：

碳化硅制品加入高铝原料，可提高制品的热稳定性，提高碳化硅制品的高温性能。其中矾土在制品中的配比为8-12%，氧化铝在制品中的配比为5-10%。

4、涂料：为避免碳化硅制品在烧结过程中氧化，需喷涂一层保护粉，可采用配比为2-5%（占制品总体含量）的硅微粉（颗粒小于10μm）进行喷涂。

二、工艺制度：

1、工艺流程：

图1是本发明的工艺流程图。

2、坯料制备：

（1）将碳化碳按粗、中、细分级筛选，做最宜颗粒配比。

（2）将配比好的碳化硅与矾土、部分粘土进行干混。

（3）事先将高岭土进行水化处理。

（4）将干混料与经过水化的高岭土进行湿混，制成坯料。

（5）最后进行坯料陈腐处理。

3、成型：坯料在350kg/cm²压力下半干压成型。

4、烧成：在燃烧值为7千大卡的7m³倒焰窑中烧成，燃料为煤，烧成时间32小时，其中保温10小时，止火温度为1450℃。

需要指出的是：（1）坯料中的含水率也是一个重要工艺参数，太低成型困难，太高使产品显气孔率提高，一般以6～8%为宜。（2）涂层厚薄也应注意，太厚粘附力小，容易脱落;太薄减小保护力，使产品又易于氧化。（3）方型倒焰窑的火位不同，温度也各不一样，同窑产品，有的过烧，有的生烧，应严格控制烧成制度和保温时间。

采用粘土结合碳化硅耐火材料制成的窑具（即碳化硅窑具）是一种导热性能好、高温抗折性强的新型窑具材料。用碳化硅做成的窑具与目前通用的高铝质窑具比较，具有十分显著的优越性，现以10 1/2 时平盘匣钵为例：

1.能提高瓷产品质量，在国内陶瓷厂家试用表明，用碳化硅匣钵焙烧的瓷盘，颜色比高铝质匣钵焙烧的白度高。

2.可提高装载容量，碳化硅匣钵重量轻，机械强度大，与同尺寸的高铝质匣钵比较，装载量可提高80%，产量近翻一番。

3.降低烧成温度，缩短烧成时间，由于碳化硅导热优于高铝质，烧成同样产品可降低温度20℃，并能加快进车速度，两次可节能5%。

4.减少窑具损耗，降低窑具成本。以10 1/2 时匣钵计算，碳化硅匣钵每个16元，平均使用40次，每次消耗0.4元;高铝质匣钵每个3元，平均使用4次，每次消耗0.68元。以百万件计算，每年可节约资金20万元，以下类推，其社会效益和经济效益极大。

Claims

1、粘土结合碳化硅耐火材料，主要组成材料为碳化硅(SiC)，其特征在于：

a、组成材料的配比为：

SiC…………60-75%

结合土…………10-15%

矾土…………8-12%

氧化铝…………5-10%

Si微粉…………2-5%(喷涂)

b、碳化硅需符合如下技术条件：

SiC含量…………………大于98%

Fe₂O₃含量…………………小于1%

C含量…………………小于0.5%

MgO含量…………………小于0.8%

K₂O+NaO含量……………痕迹

C、碳化硅最宜粒度配比为：

粗∶中∶细=1∶0.2-0.4∶0.6-1

d、结合土需符合如下技术条件：

SiO₂含量…………………40-60%

Al₂O₃含量…………………34-40%

Fe₂O₃含量…………………小于1%

CaO含量…………………小于0.5%

K₂O+NaO含量………………小于1%

灼减………………………13-17%

2、按权利要求1所述的碳化硅耐火材料，其特征是：对碳化硅材料，配料前需用水清洗和磁选去铁以及去掉碳化硅中的其它有害杂质。

3、按权利要求1或2所述的碳化硅耐火材料，其特征是：坯料中的含水率一般以6-8%为宜。

4、按权利要求3所述的碳化硅耐火材料，其特征是：坯料在350kg/cm²压力下半干压成型。

5、按权利要求3所述的碳化硅耐火材料，其特征是：采用2-5%（占总体含量）的硅微粉（颗粒小于10μm）进行喷涂。

6、按权利要求5所述的碳化硅耐火材料，其特征是：喷涂后的制品放在燃烧值为7千大卡的7m³倒焰窑中烧成，烧成时间为22小时，保温10小时，止火温度为1450℃。