CN113526946A - 高韧性的改性硅刚玉砖 - Google Patents
高韧性的改性硅刚玉砖 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113526946A CN113526946A CN202110997777.XA CN202110997777A CN113526946A CN 113526946 A CN113526946 A CN 113526946A CN 202110997777 A CN202110997777 A CN 202110997777A CN 113526946 A CN113526946 A CN 113526946A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- auxiliary agent
- agent particles
- parts
- modified silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- 239000010431 corundum Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000011449 brick Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 132
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 115
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 81
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 53
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 24
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 13
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical group O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 14
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 claims description 9
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 9
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 7
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 claims 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 21
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKPXGEVFQSIKGE-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Si] Chemical compound [Mg].[Si] MKPXGEVFQSIKGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N calcium magnesium Chemical compound [Mg].[Ca] ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
- C04B35/101—Refractories from grain sized mixtures
- C04B35/103—Refractories from grain sized mixtures containing non-oxide refractory materials, e.g. carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/6303—Inorganic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3817—Carbides
- C04B2235/3826—Silicon carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高韧性的改性硅刚玉砖，原料由液体结合剂和固体混合物组成，固体混合物包括有铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉、氧化锆微粉和经过一次烧结并破碎后得到的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有稀土元素氧化物超微粉。本发明的有益效果是：将含有稀土元素氧化物的助剂先经过一次烧结，破碎得到颗粒料后再加入到耐火砖的固体原料中，随者固体原料再次进行二次烧结，通过二次烧结有利于改善气孔率；而稀土元素氧化物经过前后经过两次烧结后，有利于提高制品的微孔数量，降低热导率，有利于提高耐火砖的韧性。
Description
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，特别是高韧性的改性硅刚玉砖。
背景技术
耐火材料是耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化的摄氏温度。但仅以耐火度来定义已不能全面描述耐火材料了，1580℃并不是绝对的。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料称为耐火材料。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50%~60%。
耐火材料品种繁多、用途各异，有必要对耐火材料进行科学分类，耐火材料的分类方法很多，其中主要有化学属性分类法、化学矿物组成分类法、生产工艺分类法、材料形态分类法等多种方法。按化学矿物质组成进行分类：硅质(氧化硅质)、硅酸铝质、刚玉质、镁质、镁钙质、铝镁质、镁硅质、碳复合耐火材料、锆质耐火材料、特种耐火材料。
耐火材料属于无机非金属，其机械韧性也较差，虽然在使用过程中耐火材料几乎不需要进行移动，但是其较差的机械韧性也影响到了其高温时候的抗热震性能，在急冷急热和使用的间隙由于较大的温差耐火材料极易在热胀冷缩作用下发生开裂、剥落、强度降低等影响耐火材料完整性的情况，降低了耐火材料的使用寿命；同时对于那些使用到类似于回转窑运动型热工窑炉中的耐火材料制品，其较差的机械韧性则会大大增加耐火制品的损坏率，影响其正常使用。现有技术中的耐火材料的脆性大，韧性差，抗腐蚀性差，使用周期短，在骤冷骤热的过程中抗热震能力较差，容易发生开裂剥落。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供高韧性的改性硅刚玉砖。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高韧性的改性硅刚玉砖，原料由液体结合剂和固体混合物组成，固体混合物包括有铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、莫来石粉、二氧化硅超微粉、氧化锆微粉和经过一次烧结并破碎后得到的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有稀土元素氧化物超微粉；
进一步的，所述稀土元素氧化物为氧化钇微粉；
进一步的，按照重量份数，固体原料包括有35-55份的铝矾土熟料、10-20份的碳化硅粉、5-15份的电熔白刚玉份、3-5份的二氧化硅超微粉、5-10份的氧化锆微粉、15-25份的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有5-10份的氧化钇微粉；
进一步的，所述助剂颗粒的原料中还包括有广西白泥、木质素、莫来石、熔融石英石、氧化铝微粉和氧化锆微粉中的一种或者多种；
进一步的，所述助剂颗粒的原料还包括有碳化钛；
进一步的，所述氧化钇微粉的粒径为10um-1000nm；
进一步的，所述铝矾土熟料颗粒的粒径为2-4mm；所述助剂颗粒的粒径为100-1000nm；
进一步的，所述碳化硅粉过200目筛，所述电熔白刚玉粉过325目筛；
进一步的，所述二氧化硅超微粉的粒径≤0.3um；所述氧化锆微粉的粒径为50-100um；
更进一步的技术方案是所述高韧性的改性硅刚玉砖采用如下步骤制备：
（1）将助剂颗粒的原料均匀混合后，以空气为助燃介质，富氧环境下于1500-1800℃烧结，得到一次烧结产物；
（2）将一次烧结产物破碎，过筛，得到助剂颗粒；
（3）将液体结合剂、助剂颗粒、铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉和氧化锆微粉混碾成型；
（4）将成型后的坯体置于50-150℃下烘干，装窑，于1500℃下烧制20-24h，随窑冷却，得到高韧性的改性硅刚玉砖。
本发明具有以下优点：本发明将含有稀土元素氧化物的助剂先经过一次烧结，破碎得到颗粒料后再加入到耐火砖的固体原料中，随者固体原料再次进行二次烧结，通过二次烧结有利于改善气孔率；而稀土元素氧化物经过前后经过两次烧结后，有利于提高热导率，有利于提高耐火砖的韧性。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
实施例1：一种高韧性的改性硅刚玉砖，原料由液体结合剂和固体混合物组成，固体混合物包括有铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉、氧化锆微粉和经过一次烧结并破碎后得到的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有稀土元素氧化物超微粉；
所述稀土元素氧化物为氧化钇微粉；
按照重量份数，固体原料包括有35-55份的铝矾土熟料、10-20份的碳化硅粉、5-15份的电熔白刚玉份、3-5份的二氧化硅超微粉、5-10份的氧化锆微粉、15-25份的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有5-10份的氧化钇微粉；
所述助剂颗粒的原料中还包括有广西白泥、木质素、莫来石、熔融石英石、氧化铝微粉和氧化锆微粉中的一种或者多种；
所述助剂颗粒的原料还包括有碳化钛；
所述氧化钇微粉的粒径为10um-1000nm；
所述铝矾土熟料颗粒的粒径为2-4mm；所述助剂颗粒的粒径为100nm-1000nm；
所述碳化硅粉过200目筛，所述电熔白刚玉粉过325目筛；
所述二氧化硅超微粉的粒径≤0.3um；所述氧化锆微粉的粒径为50-100um；
所述的高韧性的改性硅刚玉砖，采用如下步骤制备：
（1）将助剂颗粒的原料均匀混合后，以空气为助燃介质，富氧环境下于1500-1800℃烧结，得到一次烧结产物；
（2）将一次烧结产物破碎，过筛，得到助剂颗粒；
（3）将液体结合剂、助剂颗粒、铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉和氧化锆微粉混碾成型；
（4）将成型后的坯体置于50-150℃下烘干，装窑，于1500℃下烧制20-24h，随窑冷却，得到高韧性的改性硅刚玉砖。
本发明将含有稀土元素氧化物的助剂先经过一次烧结，破碎得到颗粒料后再加入到耐火砖的固体原料中，随者固体原料再次进行二次烧结，通过二次烧结有利于改善气孔率和散裂次数；而稀土元素氧化物经过前后经过两次烧结后，有利于提高热导率，有利于提高耐火砖的韧性。
实施例2：一种高韧性的改性硅刚玉砖，原料由液体结合剂和固体混合物组成，固体混合物包括有铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉、氧化锆微粉和经过一次烧结并破碎后得到的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有稀土元素氧化物超微粉；
所述稀土元素氧化物为氧化钇微粉；
按照重量份数，固体原料包括有35份的铝矾土熟料、10份的碳化硅粉、5份的电熔白刚玉份、3份的二氧化硅超微粉、5份的氧化锆微粉、15份的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有5份的氧化钇微粉；
所述助剂颗粒的原料中还包括有广西白泥、木质素、莫来石、熔融石英石、氧化铝微粉和氧化锆微粉中的一种或者多种；
所述助剂颗粒的原料还包括有碳化钛；
所述氧化钇微粉的粒径为10umnm；
所述铝矾土熟料颗粒的粒径为2mm；所述助剂颗粒的粒径为100nm；
所述碳化硅粉过200目筛，所述电熔白刚玉粉过325目筛；
所述二氧化硅超微粉的粒径0.1um；所述氧化锆微粉的粒径为50um；
所述的高韧性的改性硅刚玉砖，采用如下步骤制备：
（1）将助剂颗粒的原料均匀混合后，以空气为助燃介质，富氧环境下于1500-1800℃烧结，得到一次烧结产物；
（2）将一次烧结产物破碎，过筛，得到助剂颗粒；
（3）将液体结合剂、助剂颗粒、铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉和氧化锆微粉混碾成型；
（4）将成型后的坯体置于50-150℃下烘干，装窑，于1500℃下烧制20-24h，随窑冷却，得到高韧性的改性硅刚玉砖。
实施例3：一种高韧性的改性硅刚玉砖，原料由液体结合剂和固体混合物组成，固体混合物包括有铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉、氧化锆微粉和经过一次烧结并破碎后得到的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有稀土元素氧化物超微粉；
所述稀土元素氧化物为氧化钇微粉；
按照重量份数，固体原料包括有55份的铝矾土熟料、20份的碳化硅粉、15份的电熔白刚玉份、5份的二氧化硅超微粉、10份的氧化锆微粉、25份的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有10份的氧化钇微粉；
所述助剂颗粒的原料中还包括有广西白泥、木质素、莫来石、熔融石英石、氧化铝微粉和氧化锆微粉中的一种或者多种；
所述助剂颗粒的原料还包括有碳化钛；
所述氧化钇微粉的粒径为1000nm；
所述铝矾土熟料颗粒的粒径为4mm；所述助剂颗粒的粒径为1000nm；
所述碳化硅粉过200目筛，所述电熔白刚玉粉过325目筛；
所述二氧化硅超微粉的粒径0.3um；所述氧化锆微粉的粒径为100um；
所述的高韧性的改性硅刚玉砖，采用如下步骤制备：
（1）将助剂颗粒的原料均匀混合后，以空气为助燃介质，富氧环境下于1500-1800℃烧结，得到一次烧结产物；
（2）将一次烧结产物破碎，过筛，得到助剂颗粒；
（3）将液体结合剂、助剂颗粒、铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉和氧化锆微粉混碾成型；
（4）将成型后的坯体置于120℃下烘干，装窑，于1500℃下烧制20-24h，随窑冷却，得到高韧性的改性硅刚玉砖。
实施例4：一种高韧性的改性硅刚玉砖，原料由液体结合剂和固体混合物组成，固体混合物包括有铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉、氧化锆微粉和经过一次烧结并破碎后得到的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有稀土元素氧化物超微粉；
所述稀土元素氧化物为氧化钇微粉；
按照重量份数，固体原料包括有40份的铝矾土熟料、18份的碳化硅粉、15份的电熔白刚玉份、4份的二氧化硅超微粉、6份的氧化锆微粉、20份的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有7份的氧化钇微粉；
所述助剂颗粒的原料中还包括有广西白泥、木质素、莫来石、熔融石英石、氧化铝微粉和氧化锆微粉中的一种或者多种；
所述助剂颗粒的原料还包括有碳化钛；
所述氧化钇微粉的粒径为500nm；
所述铝矾土熟料颗粒的粒径为4mm；所述助剂颗粒的粒径为600nm；
所述碳化硅粉过200目筛，所述电熔白刚玉粉过325目筛；
所述二氧化硅超微粉的粒径0.3um；所述氧化锆微粉的粒径为65um；
所述的高韧性的改性硅刚玉砖，采用如下步骤制备：
（1）将助剂颗粒的原料均匀混合后，以空气为助燃介质，富氧环境下于1500-1800℃烧结，得到一次烧结产物；
（2）将一次烧结产物破碎，过筛，得到助剂颗粒；
（3）将液体结合剂、助剂颗粒、铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉和氧化锆微粉混碾成型；
（4）将成型后的坯体置于120℃下烘干，装窑，于1500℃下烧制20-24h，随窑冷却，得到高韧性的改性硅刚玉砖。
实施例5：一种高韧性的改性硅刚玉砖，原料由液体结合剂和固体混合物组成，固体混合物包括有铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉、氧化锆微粉和经过一次烧结并破碎后得到的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有稀土元素氧化物超微粉；所述稀土元素氧化物为氧化钇微粉；在制品中有大量的含有氧化钇等物质的一次烧结颗粒物，这些颗粒物均匀的分布在耐火砖内部，组成了牢固的抵抗热应力的结构，氧化钇本身就具有高温稳定，韧性好的特点，减少了裂纹在砖内部的扩散，以达到提高制品韧性，提高热震稳定性的目的。
按照重量份数，固体原料包括有40份的铝矾土熟料、18份的碳化硅粉、15份的电熔白刚玉份、4份的二氧化硅超微粉、6份的氧化锆微粉、20份的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有7份的氧化钇微粉；
按照重量份数，所述助剂颗粒的原料包括有5-10份的氧化钇微粉和10-20份的广西白泥；
所述氧化钇微粉的粒径为500nm；所述铝矾土熟料颗粒的粒径为4mm；所述助剂颗粒的粒径为600nm；所述碳化硅粉过200目筛，所述电熔白刚玉粉过325目筛；所述二氧化硅超微粉的粒径0.3um；所述氧化锆微粉的粒径为65um；
所述的高韧性的改性硅刚玉砖，采用如下步骤制备：
（1）将助剂颗粒的原料均匀混合后，以空气为助燃介质，富氧环境下于1500-1800℃烧结，得到一次烧结产物；
（2）将一次烧结产物破碎，过筛，得到助剂颗粒；
（3）将液体结合剂、助剂颗粒、铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉和氧化锆微粉混碾成型；
（4）将成型后的坯体置于120℃下烘干，装窑，于1500℃下烧制20-24h，随窑冷却，得到高韧性的改性硅刚玉砖。
实施例6：采用和实施例5同样的制备方法制备耐火高铝砖，区别仅仅在于，按照重量份数，所述助剂颗粒的原料包括有5-10份的氧化钇微粉、1-20份的莫来石。在助剂颗粒中添加了氧化铈微粉，在莫来石的作用下，一起形成均匀的固溶体相。这种氧化物微粉通过覆盖耐火材料颗粒的表面，可以防止熔体穿透进入耐火材料中。这种复合氧化物的固溶体非常稳定，从而保持坚固的结合并且不会导致力学强度的降低。
实施例7：采用和实施例5同样的制备方法制备耐火高铝砖，区别仅仅在于，按照重量份数，所述助剂颗粒的原料包括有5-10份的氧化钇微粉、0.1-10份的木质素、0.1-0.2份的熔融石英石、1-20份的莫来石。在实施例6的基础上，助剂颗粒只能够还包括有木质素和熔融石英石，木质素有利于提高韧性，而熔融石英石进一步形成均匀稳定的固溶体。
实施例8：采用和实施例5同样的制备方法制备耐火高铝砖，区别仅仅在于，按照重量份数，所述助剂颗粒的原料包括有5-10份的氧化钇微粉、2-5份氧化铝微粉和10-20份的氧化锆微粉。氧化锆和氧化铝微粉微粉也能够覆盖耐火材料颗粒的表面，可以防止熔体穿透进入耐火材料中，形成非常稳定的固溶体，从而保持坚固的结合并且不会导致力学强度的降低。
实施例9：采用和实施例5同样的制备方法制备耐火高铝砖，区别仅仅在于，按照重量份数，所述助剂颗粒的原料包括有1-2份的碳化钛。碳化钛作为添加剂，能够在少量存在的情况下，提高耐火砖的刚性和强度。
实施例10：采用不同助剂颗粒原料配比下耐火砖的性能实验。
实验组1：采用实施例5制备方法制备得到的耐火高铝砖。
实验组2：采用实施例6制备方法制备得到的耐火高铝砖。
实验组3：采用实施例7制备方法制备得到的耐火高铝砖。
实验组4：采用实施例8制备方法制备得到的耐火高铝砖。
实验组5：采用实施例9制备方法制备得到的耐火高铝砖。
空白组：采用和实施例5同样的方法制备得到的耐火高铝砖，区别仅仅在于不加助剂颗粒。
对照组：采用和实施例5同样的方法制备得到的耐火高铝砖，区别仅仅在于助剂颗粒不经过一次烧结，直接混合破碎后加入到固体混合物中。
实验组1-4、对照组和空白组得到的耐火砖性能如下表1所示。
表1 实验组1-4、对照组和空白组得到的耐火砖性能测试实验结果
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高韧性的改性硅刚玉砖，原料由液体结合剂和固体混合物组成，其特征在于：固体混合物包括有铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉、氧化锆微粉和经过一次烧结并破碎后得到的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有稀土元素氧化物超微粉。
2.根据权利要求1所述的高韧性的改性硅刚玉砖，其特征在于：所述稀土元素氧化物为氧化钇微粉。
3.根据权利要求2所述的高韧性的改性硅刚玉砖，其特征在于：按照重量份数，固体原料包括有35-55份的铝矾土熟料、10-20份的碳化硅粉、5-15份的电熔白刚玉份、3-5份的二氧化硅超微粉、5-10份的氧化锆微粉、15-25份的助剂颗粒；所述助剂颗粒原料中包括有5-10份的氧化钇微粉。
4.根据权利要求1所述的高韧性的改性硅刚玉砖，其特征在于：所述助剂颗粒的原料中还包括有广西白泥、木质素、莫来石、熔融石英石、氧化铝微粉和氧化锆微粉中的一种或者多种。
5.根据权利要求4所述的高韧性的改性硅刚玉砖，其特征在于：所述助剂颗粒的原料还包括有碳化钛。
6.根据权利要求2所述的高韧性的改性硅刚玉砖，其特征在于：所述氧化钇微粉的粒径为10um-1000nm。
7.根据权利要求1所述的高韧性的改性硅刚玉砖，其特征在于：所述铝矾土熟料颗粒的粒径为2-4mm；所述助剂颗粒的粒径为100-1000nm。
8.根据权利要求1所述的高韧性的改性硅刚玉砖，其特征在于：所述碳化硅粉过200目筛，所述电熔白刚玉粉过325目筛。
9.根据权利要求1所述的高韧性的改性硅刚玉砖，其特征在于：所述二氧化硅超微粉的粒径≤0.3um；所述氧化锆微粉的粒径为50-100um。
10.根据权利要求1所述的高韧性的改性硅刚玉砖，其特征在于，采用如下步骤制备：
（1）将助剂颗粒的原料均匀混合后，以空气为助燃介质，富氧环境下于1500-1800℃烧结，得到一次烧结产物；
（2）将一次烧结产物破碎，过筛，得到助剂颗粒；
（3）将液体结合剂、助剂颗粒、铝矾土熟料颗粒、碳化硅粉、电熔白刚玉粉、二氧化硅超微粉和氧化锆微粉混碾成型；
（4）将成型后的坯体置于50-150℃下烘干，装窑，于1500℃下烧制10-15h，随窑冷却，得到高韧性的改性硅刚玉砖。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110997777.XA CN113526946B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 高韧性的改性硅刚玉砖 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110997777.XA CN113526946B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 高韧性的改性硅刚玉砖 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113526946A true CN113526946A (zh) | 2021-10-22 |
| CN113526946B CN113526946B (zh) | 2023-03-03 |
Family
ID=78092207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110997777.XA Active CN113526946B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 高韧性的改性硅刚玉砖 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113526946B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115745636A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-07 | 无锡远能耐火材料有限公司 | 危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06100359A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-04-12 | Toto Ltd | セラミックス焼結助剤の製造方法及びこれを用いたムライトセラミックスの製造方法 |
| AUPP099097A0 (en) * | 1997-12-18 | 1998-01-15 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Dense refractories with improved thermal shock resistance |
| CN102584288A (zh) * | 2012-02-03 | 2012-07-18 | 郑州中本窑炉材料有限公司 | 一种硅刚玉砖 |
| CN102701759A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-03 | 郑州真金耐火材料有限责任公司 | 镁铁尖晶石砖 |
| CN106977215A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-07-25 | 海城市中兴高档镁质砖有限公司 | 以镁碳残砖为主要原料的转炉大面修补料及其制备方法 |
| CN107512904A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-12-26 | 浙江攀盛冶金材料有限公司 | 一种高强钢包用无碳砖 |
| CN111848136A (zh) * | 2019-04-29 | 2020-10-30 | 扬州北方三山工业陶瓷有限公司 | 一种高韧性、高硬度氧化铝基耐磨陶瓷的制备方法 |
-
2021
- 2021-08-27 CN CN202110997777.XA patent/CN113526946B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06100359A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-04-12 | Toto Ltd | セラミックス焼結助剤の製造方法及びこれを用いたムライトセラミックスの製造方法 |
| AUPP099097A0 (en) * | 1997-12-18 | 1998-01-15 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Dense refractories with improved thermal shock resistance |
| CN102584288A (zh) * | 2012-02-03 | 2012-07-18 | 郑州中本窑炉材料有限公司 | 一种硅刚玉砖 |
| CN102701759A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-03 | 郑州真金耐火材料有限责任公司 | 镁铁尖晶石砖 |
| CN106977215A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-07-25 | 海城市中兴高档镁质砖有限公司 | 以镁碳残砖为主要原料的转炉大面修补料及其制备方法 |
| CN107512904A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-12-26 | 浙江攀盛冶金材料有限公司 | 一种高强钢包用无碳砖 |
| CN111848136A (zh) * | 2019-04-29 | 2020-10-30 | 扬州北方三山工业陶瓷有限公司 | 一种高韧性、高硬度氧化铝基耐磨陶瓷的制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115745636A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-07 | 无锡远能耐火材料有限公司 | 危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113526946B (zh) | 2023-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109320219B (zh) | 一种高性能铝铬质耐火材料及其制作方法与应用 | |
| CN106145976B (zh) | 水泥窑用红柱石-莫来石-碳化硅砖及其制备方法 | |
| US3067050A (en) | Alumina refractories | |
| US4125407A (en) | Refractories which have dense-structure as well as spalling resistance and method for fabricating same | |
| CN103351154B (zh) | 一种减薄陶瓷砖及其制造方法 | |
| CN103011870B (zh) | 一种镁橄榄石耐火原料及其制备方法 | |
| CN103204692A (zh) | 一种新型轻质莫来石砖及其制备方法 | |
| CN107935575A (zh) | 高纯低蠕变电熔莫来石砖及其制备方法 | |
| CN106588059A (zh) | 一种石灰回转窑用预制件及其制备方法 | |
| CN116332631A (zh) | 一种铬铝镁锆耐火砖及其制备方法 | |
| CN110683851A (zh) | 环保型酸性炉衬干式振动料 | |
| CN104844233A (zh) | 一种燃烧炉用的特种耐火材料及其制备方法 | |
| CN111704474A (zh) | 一种超高温冶炼用莫来石质耐火浇注料 | |
| CN114671677B (zh) | 一种节能高硬度瓷砖及其生产工艺 | |
| CN109320218B (zh) | 一种铝锆耐火材料砖及其制备方法 | |
| CN113526946B (zh) | 高韧性的改性硅刚玉砖 | |
| CN104876605A (zh) | 锅炉用耐火砖 | |
| CN110577394A (zh) | 烧制陶瓷过程中制成艺术品的匣钵及其制备工艺 | |
| CN108285350B (zh) | 一种三元复合碳化硅质耐火材料及其制备方法 | |
| US4053320A (en) | Production of refractory articles | |
| CN113480296B (zh) | 改性高热震稳定性耐火砖 | |
| CN112279657B (zh) | 一种轻量矾土基耐火砖及其制备方法 | |
| CN104446526A (zh) | 一种金属微粉耐火可塑料及其制备方法 | |
| CN104671803B (zh) | 一种金属高铬砖及其制备方法 | |
| CN108341675B (zh) | 一种低温氯化用耐火可塑料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |