[发明专利]一种铝电解槽侧墙用免烧型Si3N4-SiC-C耐火砖及其制备方法

权利要求书

1.一种铝电解槽侧墙用免烧型Si₃N₄-SiC-C耐火砖，其特征在于：所述Si₃N₄-SiC-C耐火砖主要用于铝电解槽的侧墙砖。这种耐火砖是以碳热还原氮化天然石英制备的Si₃N₄-SiC-C为主要原料，通过外加一定量的工业级碳化硅颗粒及添加剂、电锻无烟煤颗粒和细粉(也可以用性能相当的炭素材料及使用前后的炭块和石墨电极经过破碎分级加工后的材料来取代)，以树脂、沥青和焦油为结合剂，按照一定比例混合上述原料，然后经过混练、困料、成型、干燥热处理等工艺过程直接制备出免烧型铝电解槽侧墙用Si₃N₄-SiC-C耐火砖，其主要物相为α-Si₃N₄、β-Si₃N₄、α-SiC、β-SiC和C等。该耐火砖中各个物相所占总比例即α-Si₃N₄+β-Si₃N₄+α-SiC+β-SiC+C大于85％。

2.根据权利要求1所述的以碳热还原氮化天然石英制备的Si₃N₄-SiC-C为主要原料，也可以是以碳热还原氮化SiO₂含量大于90％的原料如氧化硅微粉(俗称硅灰)等制备的Si₃N₄-SiC-C原料；所述碳热还原剂是炭黑、焦炭、石墨等，天然石英和SiO₂含量大于90.0％的原料以及氮气均为通常市售的工业原料；其中炭黑、焦炭或石墨等碳还原剂的质量要求为含碳量大于90.0％，天然石英的质量要求为SiO₂的含量大于90.0％，氮气的纯度要求N₂大于97.0％。

3.根据权利要求1所述的铝电解槽侧墙用免烧型Si₃N₄-SiC-C耐火砖，其特征在于：所述电煅无烟煤为市售工业原料(也可以用性能相当的炭素材料以及使用前后的炭块和石墨电极经过破碎分级加工后的材料来取代)，其质量要求为含碳量大于90％，灰分不大于8％，挥发分不大于7％，硫含量小于2％，水分不大于5％，粒度控制在小于20mm；所述工业级碳化硅颗粒为市售工业原料，其质量要求为碳化硅含量大于96％，氧化铁含量小于1.5％，最大粒度小于6.0mm。

4.根据权利要求1所述的铝电解槽侧墙用免烧型Si₃N₄-SiC-C耐火砖，其特征在于：所述耐火砖采用的结合剂为树脂、沥青或焦油，均为市售工业原料，其用法可以是分别单独加入，也可以是它们的混合物加入，三者之间的混合比例没有特殊要求，其加入量计算按占总配料质量的0.1～30％外加量进行配料。

5.根据权利要求1所述的由碳热还原氮化天然石英制备的Si₃N₄-SiC-C原料的加入量为总配料质量的0.1～99.0％(质量百分比)；所述工业级碳化硅颗粒和细粉为通常市售的工业原料，其加入量为总配料质量的0.1～99.0％(质量百分比)；所述电煅无烟煤为通常市售的工业原料，也可以用性能相当的炭素材料以及使用前后的炭块和石墨电极经过破碎分级加工后的材料来取代，其加入量为总配料质量的0.1～80.0％。