[发明专利]一种氮化硅复相结合碳化硅砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火陶瓷领域，具体涉及一种氮化硅复相结合碳化硅砖及其制备方法。

背景技术

随着各国工业化的快速发展和城市人口的迅速增长，城市生活垃圾和工业废弃物急剧增多，对城市自然环境造成严重污染，垃圾焚烧处理已具有必要性。

传统垃圾焚烧炉采用几种材质组成，整个炉体的炉衬采用不同的耐火材料，即便如此，焚烧炉炉衬的材料因为长时间处于高温状态，关键部位往往在较短时间内就需要更换，使用寿命极低，不仅增加了生产成本，而且会造成一定时间的修整停工，对生产效率产生严重影响。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种氮化硅复相结合碳化硅砖。

本发明的另一目的在于提供上述氮化硅复相结合碳化硅砖的制备方法。

技术方案：为了达到上述目的，本发明具体是这样来完成的：一种氮化硅复相结合碳化硅砖，包括以下重量百分比的组分：43～80%的碳化硅砂、5～19%的工业硅、3～15%的二氧化硅微粉、10～20%的氮化硅、0.5～3.5%的转化剂、0.5～4%的增韧剂、1.0～3.5%的结合剂和0.1～1%的添加剂。

其中，所述碳化硅砂由细度为1.6～3.5μm、0.8～1.6μm和〈0.8μm三种组成，且三者的质量比为1.5～4.5：1.5～3：1～2。

其中，所述工业硅的细度〈44μm。

其中，所述转化剂为碳、氧化钛、氧化镁、氧化铝中的一种或多种混合，且转化剂的细度〈44μm。

其中，所述二氧化硅微粉的细度〈0.2μm。

其中，所述增韧剂为氧化锆且细度〈88μm。

其中，所述结合剂的制备方法为：按质量百分数取10～30%的木质素、0.5～3.5%的羧甲基纤维素、10～20%的黄糊精、0.5～1.5%的尿素、0.5～1.5%的纸纤维和50～70%的自来水，将上述纸纤维和自来水边混合搅拌边加热至50℃，然后继续加入木质素、羧甲基纤维素、黄糊精并持续搅拌、缓慢加热至80℃后即停止加热，冷却至室温后加入尿素并搅拌5～8分钟，后静置24小时以上。这样制成的结合剂，首先使得纸纤维能够分散均匀，其次，最后加入尿素可以最大限度地防止其挥发，造成原料的浪费。

其中，所述添加剂为稀土氧化物，优选氧化镧或氧化铈。

制备上述任一氮化硅复相结合碳化硅砖的方法，包括以下步骤：

（1）按配方比将工业硅、二氧化硅超微粉、氮化硅、转化剂、增韧剂、和添加剂放入锥形混料设备，混合30～40分钟，待用；

（2）按配方量称取碳化硅砂和结合剂放入搅拌机，搅拌5～8分钟，然后放入两种混合物总质量1～3.5%的自来水继续搅拌3～5分钟；

（3）将步骤1中混合后物料加入搅拌机，继续搅拌20～30分钟，出料后困料36小时以上；

（4）将步骤3所得物料压制成砖坯；

（5）将砖坯送入工业窑炉加热至120℃，并继续烘烤72小时以上，随炉冷却；

（6）将步骤5所得砖坯在氮气气氛保护下烧成，温度在1100～1450℃，时间大于96小时；

（7）待步骤6烧成后冷却至室温，取出窑炉即可。

有益效果：本发明提供的氮化硅复相结合碳化硅砖，耐磨损，抗剥落，抗酸碱能力强，对整体炉衬的匹配、延长整体炉龄起到相当大的作用；本发明制备方法科学简单，制作过程中利用空气中的氮气和其他氮化物作为烧成保护气体，而将空气中的氧气排出提高了局部含氧率，对自然环境有益无害，适合大力推广。

具体实施方式

实施例1：