JP7450869B2 - セラミック繊維補強ケイ質ダイブロック及びその製造方法 - Google Patents

セラミック繊維補強ケイ質ダイブロック及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7450869B2
JP7450869B2 JP2022558325A JP2022558325A JP7450869B2 JP 7450869 B2 JP7450869 B2 JP 7450869B2 JP 2022558325 A JP2022558325 A JP 2022558325A JP 2022558325 A JP2022558325 A JP 2022558325A JP 7450869 B2 JP7450869 B2 JP 7450869B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw materials
die block
main raw
ceramic fiber
manufacturing
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.)
Active
Application number
JP2022558325A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023553226A (ja
Inventor
鴻妹 王
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luoyang Maile Refractory Co Ltd
Original Assignee
Luoyang Maile Refractory Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luoyang Maile Refractory Co Ltd filed Critical Luoyang Maile Refractory Co Ltd
Publication of JP2023553226A publication Critical patent/JP2023553226A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7450869B2 publication Critical patent/JP7450869B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14Shaped 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 silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427Silicates other than clay, e.g. water glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208Fibers
    • C04B2235/5216Inorganic
    • C04B2235/522Oxidic
    • C04B2235/5232Silica or silicates other than aluminosilicates, e.g. quartz
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/77Density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9669Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts
    • C04B2235/9692Acid, alkali or halogen resistance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

本発明は、コークス炉用の耐火性ケイ石煉瓦材料の製造領域に属し、特にセラミック繊維補強ケイ質ダイブロック及びその製造方法に関する。
現在、コークス炉で生産する場合、燃焼室の壁面の平均温度は、約1300℃であり、炭化室の平均温度は、約1100℃であり、局所的領域はより高い。この温度下で、壁体は、炉頂の機械及び上部煉瓦体の重力を受け、その壁面は、乾留ガスと灰残渣の侵食、炉材の膨張圧力及びコークス押出側の圧力を受ける。従って、耐火壁は、良好な気密性、良好な熱伝導率、高い荷重軟化温度、優れた高温耐食性、高い構造全体強度が必要である。
しかし、5.5m高のコークス炉を一例として、一般的に、120mm厚の通常のケイ石煉瓦で炉筒を建築する場合、46層が必要であり、煉瓦間、層間にも目地があり、これらの目地は、コークス炉使用過程において、最初に侵食のため損傷する部分である。通常の製品は、プレス成形プロセスを使用し、ケイ石煉瓦の高さ及び幅の寸法は制限されるため、ケイ石煉瓦建築によるコークス炉の目地の面積を向上させる。ケイ質製品の寸法が大きい場合、ケイ石煉瓦建築によるコークス炉の目地の面積を低下させ、しかし、1.焼成過程において亀裂発生の恐れがあり、2.ケイ石煉瓦の寸法公差を制御し、3.耐圧強度が低くなり、4.製造可能な形状が制限されるという4つの問題がある。また、コークス炉建築プロセスが複雑であり、施工期間が長く、コークス炉建築が完了した後、長時間の乾燥が必要とする。
本発明は、上記問題に対して、目地の面積が小さく、高温耐食性が高く、構造全体強度が高く、耐火性に優れ、迅速に建築でき、迅速にコークス炉を乾燥できるセラミック繊維補強ケイ質ダイブロックを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術的解決手段を用いる。
セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックは、その成分が、94~98.9wt%のSiO、合計0.1~3.0wt%のNaOとKO、0~2wt%のAl、及び0~1.0wt%のFeを含む。
セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの製造原料は、質量百分率で、82~92部の石英骨材、1~2部の耐火セメント、7~15部のジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末の成分を含む主要原料を含む。
更に、前記石英骨材は、溶融石英であり、その粒径が90μm以下であり、前記耐火セメントは、アルミナセメント又はポルトランドセメントであり、その粒径が5μm以下であり、ジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末の純度は、97%以上であり、その粒径が1μm以下である。
更に、前記ジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末におけるSiO+ZrOの質量百分率含有量は、99%超であり、ここで、ZrOの質量百分率含有量は、2%~3%である。
更に、製造原料は、補助原料を更に含み、前記補助原料は、主要原料の総重量の0.1%~0.3%の分散剤と、主要原料の総重量の0.06%~0.1%の防爆繊維と、主要原料の総重量の0~1%の補強繊維と、主要原料の総重量の2%~4%の水と、主要原料の総重量の7%~12%のケイ酸ゾルとを含む。
更に、前記分散剤は、トリポリリン酸ナトリウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムの1種又は2種の組み合わせである。前記補強繊維は、石英繊維である。
本発明は、セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの製造方法を更に提供し、ダイブロックは、鋳込み成形される。
本発明は、セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの製造方法を更に提供し、養生工程を含む。
更に、前記養生工程の温度は、22~26℃である。
上記技術的解決手段を用い、本発明は以下の有益な効果を有する。
1.ダイブロック鋳込みの一体成形プロセスを用い、コークス炉部分を一定の形状、寸法のある耐火性鋳込みダイブロックに設計し、ダイを設計、加工し、ダイブロックを鋳込み成形し、乾燥させ、最後に、建築が完了する。従来のケイ石煉瓦建築に比べて、その利点は以下のとおりである。
(1)ダイブロックは、寸法と形状が異なる製品を製造し、プレス成形で実現できない大型部材、異形部材を製造するように構成され、ダイの製造コストを大幅に低減し、
(2)寸法と形状に応じてダイブロックを事前に製造し、現地で、図面に応じて建築、又は吊り上げて組み立てることができ、メンテナンス時間を大幅に短縮させ、また、大量の専門の左官が必要とせず、人件費を削減し、建設期間を半分以上短縮できることが期待され、顧客により良好な経済的利益をもたらす。
(3)1つのダイブロックで通常のケイ石煉瓦100個以上を代替でき、建築過程における目地と溝の面積を低下させる。ケイ石煉瓦建築によるコークス炉の目地を大幅に低減し、体積安定性、熱衝撃抵抗性及び耐衝撃性を向上させ、コークス炉の耐用年数を伸ばす。迅速にコークス炉を乾燥させ、メンテナンス効率を高める。
2.本発明は、好ましい配合比に応じて、防爆繊維と補強繊維の組み合わせを加え、強度試験の結果から分かるように、製品は、亀裂を防止するだけでなく、ダイブロックの強度も向上する。温度及び湿度の養生システムの最適化により、離型しやすく、表面が滑らかな製品が得られる。
3.本発明は、原料の配合比を最適化させ、走査型電子顕微鏡図の結果から分かるように、好ましい条件で、高温耐食性に優れた大型ケイ質ダイブロックが得られる。
耐食性試験後の実施例1の製品の微視的構造図である。 耐食性試験後の実施例2の製品の微視的構造図である。 耐食性試験後の実施例3の製品の微視的構造図である。 耐食性試験後の実施例4の製品の微視的構造図である。 異なる倍率下での実施例7の製品の微視的構造図である。 異なる倍率下での実施例7の製品の微視的構造図である。 異なる倍率下での実施例8の製品の微視的構造図である。 異なる倍率下での実施例8の製品の微視的構造図である。
本明細書に記載の具体的な実施例は、本発明を説明するためにのみ使用され、本発明を限定するものではないことを理解すべきである。
(実施例1)
セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックは、ダイブロック鋳込みの一体成形プロセスを用い、コークス炉の形状に基づいて、ダイを設計、加工し、次にダイブロックを鋳込み成形し、乾燥させ、最後に、建築が完了する。本発明のセラミック繊維補強ケイ質ダイブロック製品の高さは、6~10層の従来のケイ石煉瓦の高さで、1.3m以下であり、その長さは、2~5個の煙道の長さで、2.2m以下であり、その幅は、1つの煙道の長さで、1m以下である。
説明すべきものとして、本発明は、コークス炉をダイブロックとして一体成形するが、代表的なものではなく、本発明の成分は、独立してケイ石煉瓦を製造し、次にケイ石煉瓦をコークス炉に建築することができない。本発明は、コークス炉のダイブロックによって直接一体化して鋳込み成形し、より良好な効果を持っている。
本発明のセラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの製造方法は、具体的な工程が以下のとおりである。
S1、主要原料を量る(主要原料は、質量百分率に応じて計算される)。82部の石英骨材、2部のアルミナセメント、15部のジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末を量る。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.1%、低融点防爆繊維が0.02%、高融点防爆繊維が0.04%、水が4%、ケイ酸ゾルが7%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
S3、鋳込み成形する。スラリを振動プラットフォームに入れて2~3分間振動し、気泡を除去した後、上記調製済みのスラリを設計済みのダイブロック化ダイ内に鋳込み成形し、層ごとに鋳込み成形し、同時に、振動棒を使用して4分間振動成形すれば、鋳込み成形が完了する。
S4、養生する。養生方法は、温度制御の高湿度養生であり、養生環境温度は、25℃であり、湿度は、35%であり、養生時間は、100時間である。
S5、離型する。養生後、離型し、乾燥温度は、120℃であり、乾燥時間は、100時間である。
S6、焼結する。上記鋳込み成形した大型ケイ質ダイブロックを1400℃のマッフル炉内に入れて焼結し、炉で加熱し、加熱速度は、10℃/分間であり、10時間保温すれば、セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックが得られる。
上記工程S1では、石英骨材は、溶融石英であり、その粒径が90μm以下であり、前記アルミナセメントは、その粒径が5μm以下であり、ジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末の純度は、97%以上であり、その粒径が1μm以下である。
上記工程S1におけるジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末におけるSiO+ZrOの含有量(質量百分率、以下同じ)は、99%超であり、ここで、ZrOの含有量は、2%であ。
上記工程S2における低融点防爆繊維の融点は、110~120℃であり、高融点防爆繊維の融点は、140~160℃である。
(実施例2)
その試験の工程は、実施例1と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S1、主要原料を量る(主要原料は、質量百分率に応じて計算される)。87部の石英骨材、2部のポルトランドセメント、10部のジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末を量る。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、ヘキサメタリン酸ナトリウムが0.2%、低融点防爆繊維が0.02%、高融点防爆繊維が0.04%、水が3%、ケイ酸ゾルが8%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
(実施例3)
S1、主要原料を量る(主要原料は、質量百分率に応じて計算される)。92部の石英骨材、1部のアルミナセメント、7部のジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末を量る。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.1%、ヘキサメタリン酸ナトリウムが0.2%、低融点防爆繊維が0.02%、高融点防爆繊維が0.04%、水が2%、ケイ酸ゾルが10%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
(実施例4)
その試験の工程は、実施例1と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S1、主要原料を量る(主要原料は、質量百分率に応じて計算される)。84部の石英骨材、2部のアルミナセメント、14部のジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末を量る。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.2%、ヘキサメタリン酸ナトリウムが0.1%、低融点防爆繊維が0.02%、高融点防爆繊維が0.04%、水が2%、ケイ酸ゾルが12%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
(実施例5)
その試験の工程は、実施例4と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.2%、ヘキサメタリン酸ナトリウムが0.1%、低融点防爆繊維が0.02%、高融点防爆繊維が0.04%、石英繊維が0.1%、水が2%、ケイ酸ゾルが12%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
S6、焼結する。上記鋳込み成形した大型ケイ質ダイブロックを1300℃のマッフル炉内に入れて焼結し、炉で加熱し、加熱速度は、10℃/分間であり、10時間保温すれば、セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックが得られる。
前記工程S2における石英繊維の直径は、0.5~8μmである。当然ながら、実際のニーズに応じて、高シリカ繊維、セラミックス繊維又はジルコニウム含有繊維綿などの他の無機繊維を選択することができる。
その試験の工程は、実施例5と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.2%、ヘキサメタリン酸ナトリウムが0.1%、低融点防爆繊維が0.02%、高融点防爆繊維が0.04%、石英繊維が0.2%、水が2%、ケイ酸ゾルが12%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
(実施例7)
その試験の工程は、実施例5と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.2%、ヘキサメタリン酸ナトリウムが0.1%、低融点防爆繊維が0.02%、高融点防爆繊維が0.04%、石英繊維が0.5%、水が2%、ケイ酸ゾルが12%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
(実施例8)
その試験の工程は、実施例5と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.2%、ヘキサメタリン酸ナトリウムが0.1%、低融点防爆繊維が0.02%、高融点防爆繊維が0.04%、石英繊維が1%、水が2%、ケイ酸ゾルが12%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
(実施例9)
その試験の工程は、実施例1と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.1%、高融点防爆繊維が0.1%、水が4%、ケイ酸ゾルが7%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
S4、養生する。養生方法は、温度制御の高湿度養生であり、養生環境温度は8℃である。
(実施例10)
その試験の工程は、実施例1と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.1%、高融点防爆繊維が0.03%、低融点防爆繊維が0.03%、水が4%、ケイ酸ゾルが7%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
S4、養生する。養生方法は、温度制御の高湿度養生であり、養生環境温度は22℃である。
(実施例11)
その試験の工程は、実施例1と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S4、養生する。養生方法は、温度制御の高湿度養生であり、養生環境温度は38℃である。
(実施例12)
その試験の工程は、実施例1と一致し、その違いは、以下のとおりである。
S2、スラリを調製する。三次元混合機によって量った主要原料を20分間混合し、次に補助原料を加え、前記補助原料は、以下の比に応じて加えられ、この比は、主要原料の総重量に対する百分率であり、ここで、トリポリリン酸ナトリウムが0.1%、高融点防爆繊維が0.02%、低融点防爆繊維が0.04%、水が4%、ケイ酸ゾルが7%であり、高速混合ミルを使用して10分間混合すると、スラリが得られる。
S4、養生する。養生方法は、温度制御の高湿度養生であり、養生環境温度は26℃である。

各実施例の原料及び工程の条件の比較は、表1に示される。
表1
耐食性試験及びその界面のトポグラフィー解析は以下のとおりである。耐食性試験は、「耐火材料の耐アルカリ性試験方法(GB/T14983-2008)」の要件を参照し、アルカリ溶融坩堝法で行われる。侵食媒体は、NaCOであり、一定の量のアルカリ塩の炭酸カリウムを試料内部に入れ、高温下で、NaCOは、対象材料と反応して体積が膨張し、耐アルカリ性試験を行った後、肉眼で試料の侵食破壊程度を観察し、それにより、耐火材料のアルカリ侵食耐性の良否を判定する。(4~6)℃/分間の加熱速度に応じて1500℃まで加熱し、この温度で5時間保温する。冷却後、試料を取り出し、その亀裂程度をチェックする。図1は、耐食性試験後の実施例1の製品の微視的構造図であり、図2は、耐食性試験後の実施例2の製品の微視的構造図であり、図3は、耐食性試験後の実施例3の製品の微視的構造図であり、図4は、耐食性試験後の実施例4の製品の微視的構造図である。
図1から分かるように、該試料は軟らかく、その構造が緻密ではなく、アルカリ侵食環境で、一部の物質は、ガラス状態になった。図3から分かるように、該試料もひどく侵食され、ガラス化程度は一般である。図2及び図4から分かるように、図2の試料構造は緻密であるが、図4の試料よりも低く、従って、図4の微視的構造は、該試料が高い耐食性を有する。
実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4の試料の化学成分の特性分析結果は、図2に示される。
表2
実施例4の関連試験性能と通常のコークス炉のケイ石煉瓦の性能との比較データは、表3に示される。
表3
実施例4の試料の屈曲強度に比べて、実施例5、実施例6、実施例7及び実施例8の屈曲強度の増加百分率は、表4に示される。表4から分かるように、加えられた石英繊維の質量百分率は、0.5wt%に達する場合、大型セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックのサンプルの屈曲強度は最も高い。
表4
図5及び図6は、異なる倍率下での実施例7の製品の微視的構造図であり、図7及び図8は、異なる倍率下での実施例8の製品の微視的構造図である。図5及び図7には石英繊維があり、実施例7及び実施例8における石英繊維は、大型ケイ質ダイブロックの異なる部分に分布し、同時に、実施例7及び実施例8における石英繊維の直径と長さも異なる。図6及び図8に示すように、実施例7及び実施例8の大型セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの構造の緻密性は異なり、試験結果から分かるように、図8の局所的構造の緻密性は図6より高い。
実施例9、実施例10、実施例11、実施例12の離型の難易度、製品表面の滑らかさ及びサンプル(寸法が500*500*500mm)中心の含水量(wt%)は、表5に示される。
表5
当業者にとって、明らかに、本発明は、上記の例示的な実施例の詳細に限定されず、本発明の精神又は基本的な特徴から逸脱することなく、他の具体的な形態で本発明を実現することができる。従って、どちらの面でも、実施例は例示的かつ非制限的であると見なされるべきであり、本発明の範囲は、上記の説明ではなく、添付の請求の範囲によって限定され、従って、請求の範囲の同等要件の意味及び同等の範囲内にある全ての変更は、本発明に含まれることが意図される。
なお、理解すべきものとして、本明細書は、実施形態を説明するが、全ての実施形態に独立した技術的解決手段のみが含まれることではなく、明細書のこの説明は、分かりやすくするためのものであり、当業者は、明細書を全体として理解する必要があり、各実施例の技術的解決手段を適切に組み合わせ、当業者が理解できる他の実施形態を形成することもできる。

Claims (4)

  1. セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの製造方法であって、
    製造原料は、質量百分率で、82~92部の石英骨材、1~2部の耐火セメント、7~15部のジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末の成分を含む主要原料を含み、
    補助原料を更に含み、前記補助原料は、主要原料の総重量の0.1%~0.3%の分散剤と、主要原料の総重量の0.06%~0.1%の防爆繊維と、主要原料の総重量の0.1~1%の補強繊維と、主要原料の総重量の2%~4%の水と、主要原料の総重量の7%~12%のケイ酸ゾルとを含み、
    前記石英骨材は、溶融石英であり、前記石英骨材の粒径が90μm以下であり、前記耐火セメントは、アルミナセメント又はポルトランドセメントであり、前記耐火セメントの粒径が5μm以下であり、ジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末の純度は、97%以上であり、ジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末の粒径が1μm以下であり、
    前記ジルコニウム含有二酸化ケイ素の微細粉末におけるSiO+ZrOの質量百分率含有量は、99%超であり、ここで、ZrOの質量百分率含有量は、2%~3%である、
    ことを特徴とする、セラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの製造方法
  2. 前記分散剤は、トリポリリン酸ナトリウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムの1種又は2種の組み合わせであることを特徴とする、請求項1に記載のセラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの製造方法
  3. 前記補強繊維は、石英繊維であることを特徴とする、請求項1に記載のセラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの製造方法
  4. ダイブロックは、鋳込み成形されることを特徴とする、請求項1に記載のセラミック繊維補強ケイ質ダイブロックの製造方法。
JP2022558325A 2021-12-15 2022-08-24 セラミック繊維補強ケイ質ダイブロック及びその製造方法 Active JP7450869B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111534891.5 2021-12-15
CN202111534891.5A CN114163224B (zh) 2021-12-15 2021-12-15 一种纤维增强硅质模块及制备方法
PCT/CN2022/114519 WO2023109174A1 (zh) 2021-12-15 2022-08-24 一种纤维增强硅质模块及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023553226A JP2023553226A (ja) 2023-12-21
JP7450869B2 true JP7450869B2 (ja) 2024-03-18

Family

ID=80486719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022558325A Active JP7450869B2 (ja) 2021-12-15 2022-08-24 セラミック繊維補強ケイ質ダイブロック及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4393896A1 (ja)
JP (1) JP7450869B2 (ja)
CN (1) CN114163224B (ja)
WO (1) WO2023109174A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114163224B (zh) * 2021-12-15 2022-08-30 洛阳迈乐耐火材料有限公司 一种纤维增强硅质模块及制备方法
CN118005422A (zh) * 2024-04-09 2024-05-10 北京玻钢院复合材料有限公司 直写式3d打印多孔石英陶瓷泥料及多孔石英陶瓷材料制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101550018A (zh) 2009-05-05 2009-10-07 武汉科技大学 一种硅质耐火浇注料及其制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4506025A (en) * 1984-03-22 1985-03-19 Dresser Industries, Inc. Silica castables
US6313055B1 (en) * 1998-08-20 2001-11-06 Harbison-Walker Refractories Company Refractory castables containing thermal black
JP2000203952A (ja) * 1998-12-28 2000-07-25 Nichias Corp 緻密質流し込み耐火性組成物及び施工方法
CN100537481C (zh) * 2007-12-03 2009-09-09 中钢集团耐火材料有限公司 刚玉-氮化硅-碳化硅复合浇注料
CN101955363A (zh) * 2010-09-29 2011-01-26 王明 乙烯裂解炉废热锅炉封头插件浇注料
CN113372134A (zh) * 2015-12-11 2021-09-10 河南工业大学 一种微孔轻质硅砖及其制备方法
CN105732060B (zh) * 2016-02-15 2019-03-19 长兴吉成工业炉有限公司 一种用于急冷塔的浇注材料及其制造方法
CN109400133A (zh) * 2018-11-01 2019-03-01 洛阳迈乐耐火材料有限公司 一种纳米结合低气孔高纯电熔石英制品及制备方法
CN109796214A (zh) * 2019-04-03 2019-05-24 洛阳迈乐耐火材料有限公司 一种高纯方石英高抗碱低热膨胀硅砖及其制备方法
KR20220047497A (ko) * 2019-08-14 2022-04-18 파이로텍 하이 템퍼러쳐 인더스트리얼 프로덕츠 인크. 내화성 물품의 제조 방법
CN112661524B (zh) * 2020-12-21 2023-03-17 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 一种莫来石纤维增强石英陶瓷复合材料以及制备方法
CN113149675A (zh) * 2021-06-01 2021-07-23 河南玉和新型节能建材有限公司 一种用于泵送施工的低水泥耐火浇注料
CN114163224B (zh) * 2021-12-15 2022-08-30 洛阳迈乐耐火材料有限公司 一种纤维增强硅质模块及制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101550018A (zh) 2009-05-05 2009-10-07 武汉科技大学 一种硅质耐火浇注料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114163224B (zh) 2022-08-30
EP4393896A1 (en) 2024-07-03
CN114163224A (zh) 2022-03-11
WO2023109174A1 (zh) 2023-06-22
JP2023553226A (ja) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7450869B2 (ja) セラミック繊維補強ケイ質ダイブロック及びその製造方法
JP5879414B2 (ja) 向上した耐熱衝撃性を示す焼結耐火物
CN105130468B (zh) 一种耐火保温材料及其制备方法
KR101552717B1 (ko) 유리 용융로를 위한 내화성 조성물
JP6818022B2 (ja) 焼結ジルコニアムライト耐火性複合材、その生産方法、及びその使用
CN104326758B (zh) 一种炼铁热风炉的耐高温抗热震管道及其制备方法
JP6189268B2 (ja) 珪石質キャスタブル耐火物
CN104355630A (zh) 用于炼铁高炉送风支管的耐磨抗热震内衬及其制备方法
JP4944610B2 (ja) 改良された気泡発生挙動を有する焼結耐火物製品の製造を目的としたグリーン部材
JP2012524012A (ja) 酸化クロムに基づく焼結製品
CN106167398A (zh) 蜂窝陶瓷蓄热体及其制备方法
CN100381400C (zh) 制备熔铸氧化铝耐火材料用镁质型砂
JP2007326733A (ja) 断熱傾斜材の製造方法及び断熱傾斜材
CN101830718A (zh) 一种刚玉锆石砖的制造方法
JP6259643B2 (ja) 高クロミア質キャスタブル耐火物と、それを用いたプレキャストブロック、及びそれらの一方、または両方を内張りした廃棄物溶融炉
JP6768236B2 (ja) 断熱材及びその製造方法
JP5990583B2 (ja) 溶融ガラス用の供給通路
CN105669217A (zh) 一种玻璃窑炉用硅耐火砖的生产方法
US2880097A (en) Zircon refractory composition and method of making it
CN113061044B (zh) 功能陶瓷件及其制备方法和应用
CN105237016B (zh) 一种镁铁铝尖晶石窑口预制件
CN112341222B (zh) 一种铁水罐浇注料及其制作方法
RU2691435C1 (ru) Смесь для изготовления литейных керамических стержней полых лопаток из жаропрочных сплавов литьем по выплавляемым моделям
JP3952222B2 (ja) 誘導炉
RU2662514C1 (ru) Смесь для изготовления литейных керамических стержней полых лопаток из жаропрочных сплавов литьем по выплавляемым моделям

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220922

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220922

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220922

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7450869

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150