[发明专利]添加单质硅的刚玉质预制件

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，特别是涉及一种添加单质硅的刚玉质预制件。

背景技术

目前，耐火材料在材质上主要以氧化物材料和碳复合材料为主。以氧化物为主的耐火材料通常脆性较大，难以同时满足高强度和良好热震稳定性的要求；碳复合耐火材料是在氧化物类耐火材料中引入石墨等炭质组分，从而达到改善氧化物类耐火材料脆性的目的。但此类材料存在抗氧化性差、导热率过高以及使用范围有限等缺点。在此基础上，在氧化物体系中引入金属Al、Si或Si₃N₄、Sialon等非氧化物相的做法成为耐火材料领域的一个新的研究热点。

众多研究表明，氧化物-非氧化物复合材料具有较高的高温强度和抗氧化性能，优良的抗热震性、抗侵蚀性能，可望成为高温工业关键部位使用的新一代优质高性能耐火材料。

刚玉质预制件通常采用浇注料的办法预制成形，个别产品需要再经高温烧成。普通刚玉质预制件热态强度不高、脆性较大，影响其使用效果。因此，开发性能优异的预制件产品，并对产品质量实现可控，是一种有效保证用户行业稳定生产的途径，也是耐火材料行业目前急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种添加单质硅的刚玉质预制件。利用本发明技术方案制备的添加单质硅的刚玉质预制件，其高温力学性能和热震稳定性均优于普通刚玉质预制件。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种添加单质硅的刚玉质预制件，所述刚玉质预制件是通过以下方法制备而成：

a、原料组成：以重量百分含量表示，所述添加单质硅的刚玉质预制件的原料中含有刚玉80～90%，单质硅1～10%，氧化铝微粉1～8%和结合剂5～10%；所述结合剂为水合氧化铝和铝酸钙水泥的混合物，两者的重量混合比例为1:0.5～4； 

b、按照步骤a所述添加单质硅的刚玉质预制件的原料组成称取各种原料，另外加入分散剂，分散剂的加入量为步骤a中所述原料总重量的0.1～0.4%，然后将各种原料和分散剂采用搅拌机干混至均匀，得到干混物料；

c、在步骤b得到的干混物料中加入占干混物料总重量5±2%的水，搅拌均匀，然后注入模具中，在振动台上或借助振动棒振动成型，成型后得到预制件；

d、将步骤c得到的预制件在模中于室温25℃下养护1天，然后脱模，脱模后再于室温25℃下自然养护1天，将自然养护后的预制件放入烘烤窑中进行烘烤，烘烤温度为100～150℃，烘烤时间为24～72小时；

e、将步骤d烘烤后的预制件放入高温窑中，在1350～1500℃下高温烧成，在1350～1500℃温度下的保温时间为16～48小时，烧成后停窑，冷却至室温，出窑复检并装箱，得到产品添加单质硅的刚玉质预制件。

根据上述的添加单质硅的刚玉质预制件，步骤a中所述刚玉中Al₂O₃的含量≥95%，所述刚玉为棕刚玉、电熔白刚玉或烧结刚玉；所述刚玉是由粒度为8～5mm刚玉15～25%、5～3mm刚玉10～20%、3～1mm刚玉10～20%、1～0.1mm刚玉15～25%、180目刚玉5～15%和320目刚玉1～10%组成。

根据上述的添加单质硅的刚玉质预制件，步骤a中所述单质硅中Si含量≥98%；所述单质硅是粒度为150目单质硅和200目单质硅中的任一种或两种的混合物；所述150目单质硅和200目单质硅两种混合时的混合重量比例为1:0.5～3。

根据上述的添加单质硅的刚玉质预制件，所述氧化铝微粉中Al₂O₃含量≥98%；所述氧化铝微粉的中位径D50为1～6μm。

根据上述的添加单质硅的刚玉质预制件，步骤b中所述分散剂为常用无机类分散剂或常用有机类分散剂。

根据上述的添加单质硅的刚玉质预制件，所述常用无机类分散剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或水玻璃。

根据上述的添加单质硅的刚玉质预制件，所述常用有机类分散剂为聚丙烯酸钠、木质素磺酸钙、十二烷基硫酸钠和聚丙烯酰胺中的任一种。

本发明的积极有益效果：