CN114853487A - 一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料 - Google Patents

一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛‑碳化钨复合体，所述碳化钛‑碳化钨复合体由以下步骤制备而成：(1)将氧化钛粉、碳化钨粉、纳米钨粉和氧化石墨烯进行混合，经过气流粉碎，制备得到混合粉体；(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，加热烧结，得到烧结产物；(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过筛，得到所述碳化钛‑碳化钨复合体。本发明制备获得的莫来石浇注料高温下强度高，热稳定性好，制备简单，用水量小，可以满足水泥窑窑口、喷煤管等部位的长时间使用。

Description

一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料
技术领域
本发明属于浇注料领域，具体公开了一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料。
背景技术
莫来石是一种优质的耐火原料，这一类矿物比较稀少。莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石。天然的莫来石晶体为细长的针状且呈放射簇状。莫来石矿被用来生产高温耐火材料。在C/C复合材料中多作为热障涂层，应用广泛。莫来石AI2O3-SiO2元系中常压下稳定的二元固溶体，化学式为AI2O3-SiO2的天然莫来石非常少，通常烧结法或电熔法等人工合成。莫来石是一种优质的耐火材料，主要有高纯电熔莫来石、普通电熔莫来石、全天然铝矾土精矿烧结莫来石和轻烧莫来石。目前，以莫来石为主要原材料的浇注料高温强度比较低，热稳定性不好，现有的浇注料，通常最高使用温度为1400～1600℃之间，耐压强度和抗折强度低，1100℃线变化率为-0.5％～-0.3％之间，抗热震性差，常温耐磨性≥4.8cc(经1100℃烧后)，使用时，加水量大，通常为6％～7％，普遍无法满足水泥窑窑口、喷煤管等部位的长时间使用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料。
本发明的技术方案如下：
一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛-碳化钨复合体。
进一步的，上述一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述碳化钛-碳化钨复合体由以下步骤制备而成：
(1)将氧化钛粉、碳化钨粉、纳米钨粉和氧化石墨烯进行混合，经过气流粉碎，制备得到混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，加热烧结，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
进一步的，上述一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述步骤(1)具体为：按照质量份数，将3-10份氧化钛粉、2-4份碳化钨粉、1-3份纳米钨粉和0.2-0.8份氧化石墨烯粉进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径5-15μm的混合粉体。
进一步的，上述一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述步骤(2)具体为：将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为1-20L/min，采用程序升温烧结：80-120min内由室温升至2100℃，保温10-15min；而后于30-50min内升温至3200-3400℃，保温50-60min，同时100-200rpm搅拌；10-20min内降温至1300-1500℃，保温20-40min，10-20min内快速降温到常温，得到烧结产物。
进一步的，上述一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述步骤(3)具体为：对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过200-400目筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
进一步的，上述一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钛-碳化钨复合体的质量比10∶1-25∶1的质量比混合矾土和碳化钛-碳化钨复合体，进行电熔，电熔过程中形成碳化钛-碳化钨固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石。
进一步的，上述一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述步骤b中，电熔过程为：经混炼、成型后，在1300-1700℃烧成，再在电弧炉中加热至2300-2500℃，电弧炉电压控制在130-180V，电流为16000-18000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却。
进一步的，上述一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述矾土的氧化铝含量在61％-75％。
进一步的，上述一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000031
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石40-60份，粒径为6-2mm的复合莫来石20-40份，粒径为2-1mm的复合莫来石10-20份，粒径为1-0.1mm的复合莫来石5-10份组成。
优选的，上述一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛-碳化钨复合体；
所述碳化钛-碳化钨复合体由以下步骤制备而成：
(1)按照质量份数，将3-10份氧化钛粉、2-4份碳化钨粉、1-3份纳米钨粉和0.2-0.8份氧化石墨烯粉进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径5-15μm的混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为1-20L/min，采用程序升温烧结：80-120min内由室温升至2100℃，保温10-15min；而后于30-50min内升温至3200-3400℃，保温50-60min，同时100-200rpm搅拌；10-20min内降温至1300-1500℃，保温20-40min，10-20min内快速降温到常温，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过200-400目筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钛-碳化钨复合体的质量比10∶1-25∶1的质量比混合矾土和碳化钛-碳化钨复合体，进行电熔，电熔过程中形成碳化钛-碳化钨固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石；其中电熔过程为：经混炼、成型后，在1300-1700℃烧成，再在电弧炉中加热至2300-2500℃，电弧炉电压控制在130-180V，电流为16000-18000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却；
所述矾土的氧化铝含量在61％-75％；
所述莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000041
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石40-60份，粒径为6-2mm的复合莫来石20-40份，粒径为2-1mm的复合莫来石10-20份，粒径为1-0.1mm的复合莫来石5-10份组成。
进一步的，上述基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料的应用，其特征在于，使用时加水量为5-8％，应于喷煤管和水泥窑的前后窑口。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
使用碳化钛-碳化钨复合体后，其最高使用温度和耐压强度均大大高于单独使用碳化钛或者碳化物，并且单独使用碳化钛或者碳化物其最高使用温度和耐压强度也大于普通莫来石浇注料；进一步发现，结合使用氧化石墨烯后，其烧后线变化率(％)亦远小于使用炭黑，综合使用氧化石墨烯和碳化钛-碳化钨复合体后，产生协同效应，在最高使用温度(℃)、耐压强度Mpa、导热系数烧后线变化率均大大优于单独使用或者不使用上述组分的对比例。
本发明制备获得的莫来石浇注料最高使用温度大于1700℃，耐压强度Mpa(24h*110℃)大于50，导热系数350℃(W/mK)小于0.50，烧后线变化率(％)3h*1000℃小于0.2；说明本产品高温下强度高，热稳定性好；同时本发明所述的莫来石浇注料制备简单，用水量小，成本低，可以满足水泥窑窑口、喷煤管等部位的长时间使用。
附图说明
附图1为实施例2制备的莫来石浇注料的外观图片；
附图2为对比例5制备的莫来石浇注料的外观图片；
附图3为对比例6购得的莫来石浇注料的外观图片。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中使用的试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛-碳化钨复合体；
所述碳化钛-碳化钨复合体由以下步骤制备而成：
(1)按照质量份数，将3kg氧化钛粉、2kg碳化钨粉、1kg纳米钨粉和0.2kg份氧化石墨烯粉进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径5μm的混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为1L/min，采用程序升温烧结：80min内由室温升至2100℃，保温10min；而后于30min内升温至3200℃，保温50min，同时100rpm搅拌；10min内降温至1300℃，保温20min，10min内快速降温到常温，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过200目筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钛-碳化钨复合体的质量比10∶1的质量比混合矾土和碳化钛-碳化钨复合体，进行电熔，电熔过程中形成碳化钛-碳化钨固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石；其中电熔过程为：经混炼、成型后，在1300℃烧成，再在电弧炉中加热至2300℃，电弧炉电压控制在130V，电流为16000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却；
所述矾土的氧化铝含量在61％％；
所述莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000051
Figure BDA0003629018040000061
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石40份，粒径为6-2mm的复合莫来石20份，粒径为2-1mm的复合莫来石10份，粒径为1-0.1mm的复合莫来石5份组成。
实施例2
一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛-碳化钨复合体；
所述碳化钛-碳化钨复合体由以下步骤制备而成：
(1)按照质量份数，将6kg氧化钛粉、3kg碳化钨粉、2kg纳米钨粉和0.5kg氧化石墨烯粉进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径10μm的混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为10L/min，采用程序升温烧结：100min内由室温升至2100℃，保温12min；而后于40min内升温至3300℃，保温55min，同时150rpm搅拌；15min内降温至1400℃，保温30min，15min内快速降温到常温，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过300目筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钛-碳化钨复合体的质量比18∶1的质量比混合矾土和碳化钛-碳化钨复合体，进行电熔，电熔过程中形成碳化钛-碳化钨固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石；其中电熔过程为：经混炼、成型后，在1500℃烧成，再在电弧炉中加热至2400℃，电弧炉电压控制在150V，电流为17000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却；
所述矾土的氧化铝含量在75％；
所述莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000062
Figure BDA0003629018040000071
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石50份，粒径为6-2mm的复合莫来石30份，粒径为2-1mm的复合莫来石15份，粒径为1-0.1mm的复合莫来石7份组成。
所述莫来石浇注料外观如附图1所示。
实施例3
一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛-碳化钨复合体；
所述碳化钛-碳化钨复合体由以下步骤制备而成：
(1)按照质量份数，将10kg氧化钛粉、4kg碳化钨粉、3kg纳米钨粉和0.8kg氧化石墨烯粉进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径15μm的混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为20L/min，采用程序升温烧结：120min内由室温升至2100℃，保温15min；而后于50min内升温至3400℃，保温60min，同时200rpm搅拌；20min内降温至1500℃，保温40min，20min内快速降温到常温，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过400目筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钛-碳化钨复合体的质量比25∶1的质量比混合矾土和碳化钛-碳化钨复合体，进行电熔，电熔过程中形成碳化钛-碳化钨固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石；其中电熔过程为：经混炼、成型后，在1700℃烧成，再在电弧炉中加热至2500℃，电弧炉电压控制在180V，电流为18000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却；
所述矾土的氧化铝含量在68％；
所述莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000081
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石60份，粒径为6-2mm的复合莫来石40份，粒径为2-1mm的复合莫来石20份，粒径为1-0.1mm的复合莫来石10份组成。
对比例1
一种基于碳化钛的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛；
所述碳化钛由以下步骤制备而成：
(1)按照质量份数，将6kg氧化钛粉和0.5kg氧化石墨烯粉进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径10μm的混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为10L/min，采用程序升温烧结：100min内由室温升至2100℃，保温12min；而后于40min内升温至3300℃，保温55min，同时150rpm搅拌；15min内降温至1400℃，保温30min，15min内快速降温到常温，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过300目筛，得到所述碳化钛；
所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钛的质量比18∶1的质量比混合矾土和碳化钛，进行电熔，电熔过程中形成碳化钛固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石；其中电熔过程为：经混炼、成型后，在1500℃烧成，再在电弧炉中加热至2400℃，电弧炉电压控制在150V，电流为17000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却；
所述矾土的氧化铝含量在75％；
所述莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000082
Figure BDA0003629018040000091
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石50份，粒径为6-2mm的复合莫来石30份，粒径为2-1mm的复合莫来石15份，粒径为1-0.1mm的复合莫来石7份组成。
上述对比例1中，除了不含有碳化钨，其余和实施例2相同。
对比例2
一种基于碳化钨的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钨；
所述碳化钨由以下步骤制备而成：
(1)按照质量份数，将3kg碳化钨粉、2kg纳米钨粉和0.5kg氧化石墨烯粉进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径10μm的混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为10L/min，采用程序升温烧结：100min内由室温升至2100℃，保温12min；而后于40min内升温至3300℃，保温55min，同时150rpm搅拌；15min内降温至1400℃，保温30min，15min内快速降温到常温，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过300目筛，得到所述碳化钨。
所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钨的质量比18∶1的质量比混合矾土和碳化钨，进行电熔，电熔过程中形成碳化钨固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石；其中电熔过程为：经混炼、成型后，在1500℃烧成，再在电弧炉中加热至2400℃，电弧炉电压控制在150V，电流为17000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却；
所述矾土的氧化铝含量在75％；
所述莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000092
Figure BDA0003629018040000101
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石50份，粒径为6-2mm的复合莫来石30份，粒径为2-1mm的复合莫来石15份，粒径为1-0.1mm的复合莫来石7份组成。
上述对比例2中，除了不含有碳化钛，其余和实施例2相同。
对比例3
一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛-碳化钨复合体；
所述碳化钛-碳化钨复合体由以下步骤制备而成：
(1)按照质量份数，将6kg氧化钛粉、3kg碳化钨粉、2kg纳米钨粉和0.5kg炭黑进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径10μm的混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为10L/min，采用程序升温烧结：100min内由室温升至2100℃，保温12min；而后于40min内升温至3300℃，保温55min，同时150rpm搅拌；15min内降温至1400℃，保温30min，15min内快速降温到常温，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过300目筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钛-碳化钨复合体的质量比18∶1的质量比混合矾土和碳化钛-碳化钨复合体，进行电熔，电熔过程中形成碳化钛-碳化钨固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石；其中电熔过程为：经混炼、成型后，在1500℃烧成，再在电弧炉中加热至2400℃，电弧炉电压控制在150V，电流为17000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却；
所述矾土的氧化铝含量在75％；
所述莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000102
Figure BDA0003629018040000111
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石50份，粒径为6-2mm的复合莫来石30份，粒径为2-1mm的复合莫来石15份，粒径为1-0.1mm的复合莫来石7份组成。
上述对比例3中，除了将炭黑替换氧化石墨烯，其余和实施例2相同。
对比例4
一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛-碳化钨复合体；
所述碳化钛-碳化钨复合体由以下步骤制备而成：
(1)按照质量份数，将6kg氧化钛粉、3kg碳化钨粉、2kg纳米钨粉和0.5kg氧化石墨烯粉进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径10μm的混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为10L/min，采用程序升温烧结：100min内由室温升至2100℃，保温12min；而后于40min内升温至3300℃，保温55min，同时150rpm搅拌；15min内降温至1400℃，保温30min，15min内快速降温到常温，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过300目筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钛-碳化钨复合体的质量比18∶1的质量比混合矾土和碳化钛-碳化钨复合体，进行电熔，电熔过程中形成碳化钛-碳化钨固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石；其中电熔过程为：经混炼、成型后，在1500℃烧成，再在电弧炉中加热至2400℃，电弧炉电压控制在150V，电流为17000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却；
所述矾土的氧化铝含量在75％；
所述莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000112
Figure BDA0003629018040000121
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石50份和粒径为1-0.1mm的复合莫来石50份组成。
对比例4中，复合莫来石的粒径与实施例2不同，其余均相同。
对比例5
莫来石浇注料，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure BDA0003629018040000122
所述普通莫来石由含有粒径为12-6mm的普通莫来石50份，粒径为6-2mm的普通莫来石30份，粒径为2-1mm的普通莫来石15份，粒径为1-0.1mm的普通莫来石7份组成。
对比例5中，使用市场购得的普通莫来石，浇注料的配比与实施例2相同。
所述莫来石浇注料外观如附图2所示。
对比例6
轻质莫来石浇注料，商业购得，购自巩义市鸿达炉料有限公司，型号QJ-3。
所述莫来石浇注料外观如附图3所示。
测试例
将上述莫来石浇注料进行测试，参考JC/T 2160-2012《水泥窑用高强莫来石浇注料》的标准进行测试，结果见表1.
表1性能测试结果。
Figure BDA0003629018040000123
Figure BDA0003629018040000131
经过上述测试可知，相比现有的莫来石浇注料，本发明制备获得的莫来石浇注料(实施例1-3)最高使用温度大于1700℃，耐压强度Mpa(24h*110℃)大于50，导热系数350℃(W/mK)小于0.50，烧后线变化率(％)3h*1000℃小于0.2；分析对比例1-5可以发现，(对比例1中，除了不含有碳化钨，其余和实施例2相同；对比例2中，除了不含有碳化钛，其余和实施例2相同；对比例3中，除了将炭黑替换氧化石墨烯，其余和实施例2相同；对比例4中，复合莫来石的粒径与实施例2不同，其余均相同；对比例5中，使用市场购得的普通莫来石，浇注料的配比与实施例2相同；对比例6，轻质莫来石浇注料，商业购得，购自巩义市鸿达炉料有限公司，型号QJ-3)使用碳化钛-碳化钨复合体后，其最高使用温度和耐压强度均大大高于单独使用碳化钛或者碳化物，并且单独使用碳化钛或者碳化物其最高使用温度和耐压强度也大于普通莫来石浇注料；进一步发现，结合使用氧化石墨烯后，其烧后线变化率(％)亦远小于使用炭黑，综合使用氧化石墨烯和碳化钛-碳化钨复合体后，产生协同效应，在最高使用温度(℃)、耐压强度Mpa、导热系数烧后线变化率均大大优于单独使用或者不使用上述组分的对比例。本发明制备获得的莫来石浇注料高温下强度高，热稳定性好，制备简单，用水量小，可以满足水泥窑窑口、喷煤管等部位的长时间使用。
以上所述实施例仅表达了本发明的有限几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，其特征在于，所述莫来石为复合莫来石，其中固溶有碳化钛-碳化钨复合体。
2.根据权利要求1所述的一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，其特征在于，所述碳化钛-碳化钨复合体由以下步骤制备而成：
(1)将氧化钛粉、碳化钨粉、纳米钨粉和氧化石墨烯进行混合，经过气流粉碎，制备得到混合粉体；
(2)将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，加热烧结，得到烧结产物；
(3)对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
3.根据权利要求1所述的一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，其特征在于，所述步骤(1)具体为：按照质量份数，将3-10份氧化钛粉、2-4份碳化钨粉、1-3份纳米钨粉和0.2-0.8份氧化石墨烯粉进行混合，经过气流粉碎，制备得到平均粒径5-15μm的混合粉体。
4.根据权利要求1所述的一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，其特征在于，所述步骤(2)具体为：将步骤(1)得到的混合粉体再入混料机充分搅拌均匀后至于石墨舟皿中，向石墨舟皿内的碳管中通入氮气，流量为1-20L/min，采用程序升温烧结：80-120min内由室温升至2100℃，保温10-15min；而后于3050min内升温至3200-3400℃，保温50-60min，同时100-200rpm搅拌；10-20min内降温至1300-1500℃，保温20-40min，10-20min内快速降温到常温，得到烧结产物。
5.根据权利要求1所述的一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，其特征在于，所述步骤(3)具体为：对步骤(2)得到的烧结产物进行粉碎，过200-400目筛，得到所述碳化钛-碳化钨复合体。
6.根据权利要求1所述的一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，其特征在于，所述复合莫来石由以下步骤制备而成：
a.将矾土经过破碎、细磨，检测其氧化铝含量；
b.按氧化铝和碳化钛-碳化钨复合体的质量比10∶1-25∶1的质量比混合矾土和碳化钛-碳化钨复合体，进行电熔，电熔过程中形成碳化钛-碳化钨固溶体固溶在莫来石中，得到复合莫来石。
7.根据权利要求6所述的一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，其特征在于，所述步骤b中，电熔过程为：经混炼、成型后，在1300-1700℃烧成，再在电弧炉中加热至2300-2500℃，电弧炉电压控制在130-180V，电流为16000-18000A，加热至熔融后流槽放出自然冷却。
8.根据权利要求6所述的一种基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，其特征在于，所述矾土的氧化铝含量在61％-75％。
9.如权利要求1-8任一项所述的基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料，其特征在于，由以下重量份的原料充分混合而成：
Figure FDA0003629018030000021
所述复合莫来石由含有粒径为12-6mm的复合莫来石40-60份，粒径为6-2mm的复合莫来石20-40份，粒径为2-1mm的复合莫来石1020份，粒径为1-0.1mm的复合莫来石5-10份组成。
10.权利要求1-9任一项所述的基于碳化钛与碳化钨复合体的莫来石浇注料的应用，其特征在于，使用时加水量为5-8％，应于喷煤管和水泥窑的前后窑口。
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