[发明专利]一种用于干熄焦炉的高导热Sialon-SiC复相陶瓷耐火材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，尤其是一种用于干熄焦炉的高导热Sialon-SiC复相陶瓷耐火材料。 

背景技术

干熄焦装置耐火材料在使用过程中，经常会受到环境温度的急剧变化，对耐火材料造成一定的内应力损伤。目前，国内干熄焦装置用耐火材料主要是以金属硅、莫来石、碳化硅、α-Al₂O₃和粘土为原料，经高吨位压机压制，在1400-1600℃条件下烧成后制得。这种耐火材料的致命弱点是：莫来石在长期使用过程中会不断分解，在耐火材料表面生成SiO₂，且SiO₂大部分为易于膨胀的方石英，因而在耐火材料表面形成恒久张力，从而导致耐火材料内外形成应力，随着氧化层的不断加厚，表面恒久张力越来越大，耐火材料应力越来越大，当应力大于耐火材料结合强度时，耐火材料开始开裂，甚至断裂，从而影响耐火材料使用寿命。其次，在频繁热冲击环境下，莫来石-SiC砖内部产生温度梯度而形成热应力，应力不能得到及时释放，导致烟道支柱的砖内部结构逐渐疏松变形而被破坏。另外，干熄焦装置的环形烟道支柱砖部位结构复杂，砌筑难度大，环形烟道支柱在结构上承受着炉子上部近200吨耐火材料的重量，而且总是处于焦炭的移动和烟气的流动冲刷状态之下，烟气温度的变化致使耐火材料经受冷热急变，莫来石-SiC砖在热冲击下，中温强度(900～1100℃)下降过大，不能承受炉体重量产生的剪切应力，发生剪切断裂。具体失效图片见附图说明中图1、图2。 

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有抗热震抗氧化 性好、强度高、导热率大、膨胀系数低、使用寿命长的用于干熄焦炉的高导热Sialon-SiC复相陶瓷耐火材料。本发明的另一目的在于提供该耐火材料的制备方法。 

本发明通过以下方式实现： 

发明内容

一种用于干熄焦炉的高导热Sialon-SiC复相陶瓷耐火材料，各原料组分质量配比为骨料碳化硅50-70份，碳化硅粉10-25份，硅粉3-10份，铝粉0.1-1份，氧化铝微粉5-15份，稀土添加剂氧化钇和氧化镧各0.3-1.8份，结合剂1-2份；所述骨料碳化硅为粒度为1-3mm碳化硅粗颗粒及粒度小于1mm碳化硅细颗粒混合而成，所述粗颗粒和细颗粒的比例为5∶1～1∶1，粗颗粒和细颗粒的优选比例为4.36∶1；所述结合剂为18％(质量百分比)聚乙烯纯溶液；所述碳化硅粉粒度≤5μm，硅粉粒度≤44μm，铝粉粒度≤88μm，氧化铝微粉粒度≤5μm，稀土添加剂粒度≤10μm。 

一种制备用于干熄焦炉的高导热Sialon-SiC复相陶瓷耐火材料的方法，包括以下步骤： 

a、配料、基质预混合，将按比例称量好的氧化钇、氧化镧、碳化硅粉、硅粉、铝粉、氧化铝微粉放入搅拌机内预混合，混合时间60min以上； 

b、干混、静置困料，将预混合好的料和骨料及结合剂按比例放入轮碾机中混合，混合时间25-30min，混合后静置24h以上； 

c、振动加压成型，振动频率为100Hz，压力为50-80MPa； 

d、烘干，烘干温度80-200℃，时间24-48h； 

e、充氮烧结，将烘干后的半成品放入通纯氮加热炉内反应烧结，升温制度为：室温-800℃升温速度10℃/min，800-1200℃升温速度5℃/min，1200-1400℃升温速度3℃/min，1400-1450℃升温速度1-2℃/min，1450℃保温6-10h，然后断电通 氮自然冷却。