CN1116191A - 半石墨化碳氮化硅材料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半石墨化碳氮化硅材料及其生产方法，其特征在于：它是由煅烧后的无烟煤、结晶硅、碳化硅粉中添加酚醛树脂，经压制成型，烘干后装入氮化炉，注入氮气，在一定压力和温度下，经一定时间，即生成本发明的制品。本发明与现有技术相比所具备的优点在于：更具有抗冲刷、耐剥落，耐侵蚀性能，可广泛用于炼铁高炉的炉底盛铁水的“陶瓷杯”部位的内壁工作层。

Description

半石墨化碳氮化硅材料及其生产方法
本发明涉及一种高档耐火材料，尤其涉及一种半石墨化碳氮化硅材料及其生产方法。
目前，国内外还尚未发现半石墨化碳氮化硅材料的研制和生产方面的报导，几年前，上海硅酸盐研究所和上海内燃机研究所曾有过生产“氮化硅制品”的报导，该制品的生产工艺分为两步，一是结晶硅(纯度＞98％，粒度＜0.1mm)放入氮化反应炉内，抽真空(＜2托)，注入氮气(0.5～1.0大气压)，电加热到1200～1400℃，经12小时反应生成氮化硅，第二步将氮化硅粉(粒度0.1～0.5mm)，加入结合剂(树脂)混合，成型(50～100Kg压力下)后放入烧结炉煅烧，温度控制在1400±20℃，压力在5～10大气压，经8小时，出炉即为氮化硅制品。但这种氮化硅制品使用时的缺陷是：耐剥落性较差，作为高温炉内壁，一般3～5年即要更换，既影响生产，也无疑加大了生产成本。
本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的问题而发明一种半石墨化碳氮化硅材料及其生产方法。
本发明的目的是通过以下方案来实现的：本发明的半石墨化碳氮化硅材料是由煅烧后的无烟煤、结晶硅、碳化硅粉中添加酚醛树脂，经压制成型，烘干后装入氮化炉氮化而成。
本发明中，煅烧后的无烟煤是由普通无烟煤在常压密闭状态下，在900～1000℃下经6小时煅烧而成.
在本发明中，各组成树料的组分为：(按重量比)
电煅无烟煤                粒度1～5mm        15～25％
结晶硅(纯度＞95％)        粒度0.1～0.5mm    20～35％
碳化硅粉(游离碳＜4％)     粒度0.5～1mm      10～30％
碳化硅微粉(游离碳＜4％)   粒度＜0.08mm      2～10％
酚醛树脂(纯度70～80％)                      5～15％
其生产方法如下：按上述比例分别取电煅无烟煤、结晶硅、碳化硅粉、碳化硅微粉，将其混匀，然后加入酚醛树脂，搅拌均匀后放入压力成型机(315～630吨压力机)压制成所需形状，烘干后放入氮化炉，氮化炉需抽真空0.5～2托，然后注入氮气，氮气的压力逐步从2个大气压升至5个大气压，温度也由1200℃慢慢升至1650℃，经10～14小时后移出即为本发明的半石墨化碳氮化硅材料。
附图为本发明的工艺流程图。
图中1为原料，    2为搅拌，    3为结合剂，
4为成型，        5为烘干，    6为氮化炉，
7为氮气，        8为成品。
本发明与现有技术相比所具备的优点在于：更具有抗冲刷、耐剥落、耐侵蚀性能，可广泛用于炼铁高炉的炉底盛铁水的“陶瓷杯”部位的内壁工作层，一般使用寿命可达10年以上，其价格基本与现有的氮化硅材料持平，其综合成本大为降低，具有很强的市场竞争力。
本发明以下结合实施例作进一步的描述，但并不限制本发明。
实施例1
取电煅无烟煤(粒度1～5mm)25％，结晶硅(纯度＞95％，粒度0.1～0.5mm)25％，碳化硅粉(游离碳＜4％，粒度0.5～1mm)24％，碳化硅微粉(游离碳＜4％，粒度＜0.08mm)13％，将其混匀，然后加入酚醛树脂(纯度70～80％)13％，搅拌均匀后放入压力成型机压制成所需形状，烘干后放入氮化炉，氮化炉需抽真空0.5～2托，然后注入氮气，氮气的压力逐步升高，由2个大气压逐步升至5个大气压，温度也随之逐步升高从1300～1500℃，经12小时左右后移出即为本发明的半石墨化碳氮化硅材料。
实施例2
取电煅无烟煤(粒度1～5mm)30％，结晶硅(纯度＞95％，粒度0.1～0.5mm)20％，碳化硅粉(游离碳＜4％，粒度0.5～1mm)30％，碳化硅微粉(游离碳＜4％，粒度＜0.08mm)10％，将其混匀，然后加入酚醛树脂(纯度70～80％)10％，搅拌均匀后放入压力成型机压制成所需形状，烘干后放入氮化炉，氮化炉需抽真空0.5～2托，然后注入氮气，氮气的压力逐步升高，由2个大气压逐步升至5个大气压，温度也随之逐步升高从1200～1600℃，经13小时左右后移出即为本发明的半石墨化碳氮化硅材料。

Claims (4)

1、本发明涉及一种半石墨化碳氮化硅材料，其特征在于：它是由煅烧后的无烟煤、结晶硅、碳化硅粉中添加酚醛树脂，经压制成型，烘干后装入氮化炉氮化而成。
2、根据权利要求1所述的半石墨化碳氮化硅材料，其特征在于：煅烧后的无烟煤是由普通无烟煤在常压密闭状态下，在900～1000℃下经6小时煅烧而成。
3、根据权利要求1或2所述的半石墨化碳氮化硅材料，其特征在于：各组成材料的组分为：(按重量比)
电煅无烟煤                粒度1～5mm        15～30％
结晶硅(纯度＞95％)        粒度0.1～0.5mm    20～35％
碳化硅粉(游离碳＜4％)     粒度0.5～1mm      10～30％
碳化硅微粉(游离碳＜4％)   粒度＜0.08mm      2～14％
酚醛树脂(纯度70～80％)                      4～15％
4、一种生产权利要求1所述半石墨化碳氮化硅材料的方法，其特征在于：按上述比例分别取电煅无烟煤、结晶硅、碳化硅粉、碳化硅微粉，将其混匀，然后添加入酚醛树脂，搅拌均匀后放入压力成型机压制成所需形状，烘干后放入氮化炉，氮化炉需抽真空0.5～2托，然后注入氮气，氮气的压力逐步从2个大气压增大至5个大气压，温度也由1200℃慢慢升至1650℃，经10～14小时后移出即为本发明的半石墨化碳氮化硅材料。
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