[发明专利]一种碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料及其制备方法。其技术方案是：将50～55wt％的钛铝酸钙颗粒、15～20wt％的钛铝酸钙细粉、10～15wt％的单质硅粉、1～3wt％的氧化硼细粉和10～20wt％的热固性酚醛树脂混合，混辗8～10min，于130～150MPa条件下机压成型，在90～110℃条件下干燥20～30小时，得到干燥后的坯体。将干燥后的坯体置于底部铺有焦炭的氧化铝匣钵中，然后在所述氧化铝匣钵中铺满焦炭，再于1400～1450℃条件下保温2～3小时，随炉冷却，制得碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料。本发明具有成本低廉、工艺简单和成品率高的特点；所制制品体积密度较大、抗折耐压强度大、导热系数小、常温耐磨性好和抗热震性能优良。

技术领域

本发明属于钛铝酸钙复相耐火材料技术领域。具体涉及一种碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料及其制备方法。

背景技术

当前，对冶炼各种合金产生的废渣进行一系列工艺处理后得到一种优质的复相耐火原料具有重要的意义。水泥回转窑过渡带用矾土-碳化硅复相耐火材料具有优良的抗热震性、高的强度和好的耐磨性，但是该材料中致密特级矾土骨料和碳化硅骨料的比例占据很大，虽提高了材料的导热系数，但不利于节能环保(刘振英，姚峰.水泥窑用特种硅莫砖的研制及应用[J].硅酸盐通报，2012，31(1)：128～131.)(徐平坤.硅莫砖的技术性能及其在水泥回转窑的应用[J].新世纪水泥导报，2010，6：51～55.)。此外，“一种莫来石碳化硅复相耐火材料及其制备方法”(CN106167411A)专利技术，采用涂层包覆轻质莫来石骨料、涂层包覆碳化硅骨料、特级矾土细粉、红柱石细粉等作为原料制备莫来石碳化硅复相耐火材料，虽然材料的导热系数较小，利于节能保温，但是体系中高的Si含量导致的液相以及轻质莫来石骨料导致低的体积密度不利于提高材料的耐火度和耐磨性；另外，莫来石和碳化硅在高温下的体积膨胀的失配也不利于材料的致密化。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成本低廉、工艺简单和成品率高的碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料的制备方法，用该方法制备的碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料体积密度较大、抗折耐压强度大、导热系数小、常温耐磨性好和抗热震性能优良。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：将50～55wt％的钛铝酸钙颗粒、15～20wt％的钛铝酸钙细粉、10～15wt％的单质硅粉、1～3wt％的氧化硼细粉和10～20wt％的热固性酚醛树脂混合，混辗8～10min，得到混合料。将所述混合料于130～150MPa条件下机压成型，在90～110℃条件下干燥20～30小时，得到干燥后的坯体。

将干燥后的坯体置于底部铺有焦炭的氧化铝匣钵中，然后在所述氧化铝匣钵中铺满焦炭，再于1400～1450℃条件下保温2～3小时，随炉冷却，制得碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料。

所述钛铝酸钙的主要化学成分是：Al₂O₃≥74.18wt％，CaO≥11.69wt％，TiO₂≥11.08wt％。

所述钛铝酸钙颗粒的密度为3.28g/cm³，粒度为≤3mm。

所述钛铝酸钙细粉的粒度为≤0.088mm。

所述单质硅粉的Si含量≥95.9wt％；所述单质硅粉的粒度≤0.088mm。

所述氧化硼细粉的B₂O₃含量≥98.67wt％；所述氧化硼细粉的粒度≤0.058mm。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下积极效果：

1、本发明所采用的主要原料钛铝酸钙为冶炼钛铁合金的废渣，不仅来源丰富和成本低廉，且制备该原料的工艺简单，故制备碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料的成本低廉和工艺简单。