一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法，包括以下步驟：在鐵溝澆注體內(nèi)預(yù)埋易燒損管材，在鐵溝壁上設(shè)有管材的進(jìn)口和出口；在鐵溝使用中，易燒損管材燒毀形成通道，向通道內(nèi)通入氮?dú)猓诘獨(dú)馔ǖ赖倪M(jìn)出口流量相同時(shí)封閉通道出口，停止通氮?dú)?，向通道?nèi)壓入壓入料即可。本發(fā)明方法制備的風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體冷卻效率高，能進(jìn)一步延長(zhǎng)鐵溝的使用壽命；所得完整鐵溝Sialon澆注體，將鐵溝整體的熱態(tài)強(qiáng)度提高數(shù)十倍，鐵溝材料中含有氮化物，增大了對(duì)渣鐵的潤(rùn)濕角，使鐵溝的抗渣侵蝕和抗?jié)B透能力大大提高，延長(zhǎng)了鐵溝的使用壽命，為企業(yè)節(jié)約了成本，并且減少了工業(yè)垃圾的產(chǎn)生和耐火原料資源的浪費(fèi)，保護(hù)了環(huán)境。
【專利說明】一種鐵溝S i a I on澆注體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵溝材料生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在所用的較好的鐵溝材料，使用壽命為45-60天，修補(bǔ)后整體壽命也不會(huì)超過75天，嚴(yán)重影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率。
[0003]人們?cè)谔沾裳芯恐邪l(fā)現(xiàn)在Si3N4與Al2O3熱壓燒成時(shí)，發(fā)現(xiàn)Al2O3可以固熔到Si3N4晶格中達(dá)60-70wt%，形成一種含S1、Al、0、N的固溶體，四個(gè)元素羅列縮寫為“Sialon”(這就是Sialon的由來)，因Si3N4分為α、β型，β型的形成的產(chǎn)物叫β _ Sialon或β '-Sialon,其化學(xué)通式為:Si6_zAlz0zN8_z，Z表示氮化硅中被取代的硅原子和氮原子的數(shù)目，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Sialon各項(xiàng)性能極其優(yōu)越,開發(fā)了 Sialon結(jié)合的剛玉磚和Sialon結(jié)合的Al2O3-SiC制品，在世界上二十多座特大型高爐爐缸、爐腹上使用壽命可達(dá)二十五年之久。我國(guó)的耐火材料研究人員也做了大量工作，北京科技大學(xué)的洪彥若、孫加林等把Sialon材料的研究成果匯編成《非氧化物復(fù)合耐火材料》一書，使人們對(duì)Sialon和Sialon復(fù)合耐火材料有了普遍認(rèn)識(shí)。我國(guó)在過去的二十五年中至少有十家大學(xué)做過這類材料的高溫試驗(yàn)，發(fā)表了很多文章，充分證明了 Sialon材料的優(yōu)越性。因高爐內(nèi)部溫度比鐵溝高有500°C且環(huán)境條件、氣氛、堿度等比鐵溝惡劣得多，高爐上能用，鐵溝上應(yīng)該更好用。但是，Sialon結(jié)合Al2O3-SiC耐火材料必須在氮?dú)夥諊袩?成，成本較高，一次性投入較大，在我們國(guó)內(nèi)始終未形成有規(guī)模的生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)主要靠進(jìn)口，很多鋼鐵企業(yè)并不愿意投入較高成本來利用這種優(yōu)越性較好的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單、成本較低的鐵溝Sialon澆注體的制備方法，使不定形耐火材料也實(shí)現(xiàn)Sialon化。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:.一種鐵溝Sialon燒注體的制備方法,包括以下步驟:
(1)在鐵溝澆注體內(nèi)預(yù)埋易燒損管材，在鐵溝壁上設(shè)有管材的進(jìn)口和出口；
(2)在鐵溝使用初期，易燒損管材燒毀形成通道，向通道內(nèi)通入氮?dú)?，持續(xù)通入氮?dú)?-15天，在大于1300°C的高溫下金屬Al與金屬Si首先氮化與Al2O3逐漸形成Si6_zAlz0zN8_z，反應(yīng)方程式為Al+Si+N2 +Al2O3= Si6_zAlz0zN8-z ;當(dāng)通道的進(jìn)、出口氮?dú)饬髁拷葡嗤瑫r(shí)，說明Si6_zAlz0zN8_z形成趨于穩(wěn)定，在氮?dú)馔ǖ赖倪M(jìn)出口流量相同時(shí)封閉通道出口 ；
(3)持續(xù)通氮?dú)?-10小時(shí)停止通氮?dú)?，向通道?nèi)壓入壓入料并壓實(shí)(具體操作為:從通道一端壓入壓入料壓實(shí)，如果壓入料能從通道的另一端壓出來關(guān)閉通道出口壓實(shí)，繼續(xù)通入氮?dú)?-8小時(shí)；如果不能從一端壓實(shí)，則一端壓入后繼續(xù)通入氮?dú)?-8小時(shí)，然后從通道的另一端壓入壓入料壓實(shí)，然后增大氮?dú)鈮毫^續(xù)通氮?dú)?-10小時(shí)，使壓入料也形成Sialon。),即可成為鐵溝Sialon燒注體。
[0006]當(dāng)需要得道完整密實(shí)的鐵溝Sialon澆注體時(shí)，步驟(3)中向所有通道內(nèi)壓入壓入料壓實(shí)。
[0007]當(dāng)需要制成內(nèi)部風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體時(shí)，步驟(3)中向通道壓入壓入料時(shí)，預(yù)留部分通道，150mm <預(yù)留通道與鐵溝工作面的距離< 400mm，所述預(yù)留通道正好成為最好的、效率最高的鐵溝風(fēng)冷的氣體通道，這比鐵溝水冷要安全得多，熱交換效率也高，其他部分壓入壓入料壓實(shí)即可。在風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體制備完成后即可通氮?dú)饣驂嚎s空氣對(duì)鐵溝Sialon澆注體進(jìn)行冷卻；冷卻風(fēng)壓力為0.5_lMpa。
[0008]步驟(2)中通入氮?dú)獾膲毫?.01-0.02Mpa，較好的，所述氮?dú)鉃闊掍撨^程中產(chǎn)生的富余氮?dú)猓獨(dú)庵醒醴謮涸降驮胶?；所述易燒損管材為聚乙烯塑料。步驟(3)中增大后的氮?dú)鈮毫?.05-0.1MPa0 [0009]在易燒損管材的設(shè)置中，管材的分布要均勻，長(zhǎng)短粗細(xì)要適中，無交叉分布情況，這是為了防止氮?dú)舛搪泛蛪喝雺喝肓蠒r(shí)物料短路造成澆注體內(nèi)部存在孔洞過多，影響鐵溝的使用壽命。
[0010]較好的，澆注體內(nèi)易燒損管材平行設(shè)置，進(jìn)口和出口引出鐵溝壁外。每根易燒損管材的兩端設(shè)有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對(duì)澆注體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進(jìn)入澆注體內(nèi)部的長(zhǎng)度為50-100_。進(jìn)出口耐熱管材從施工體內(nèi)引出鐵溝后分別與氮源減壓閥及流量計(jì)相連，以便觀測(cè)施工體內(nèi)氮化反應(yīng)情況。
[0011]在鐵溝的使用中，如果易燒損管材燃燒不盡，應(yīng)當(dāng)先用高壓氣體吹出殘留物，再通入氮?dú)膺M(jìn)行反應(yīng)。
[0012]本方法中所用澆注料包括以下重量份的物質(zhì):Al2O3材料50-60份、SiC 10_35份、硅鋁合金粉5-10份、C粉0-3份、稀土氧化物0-2份、粘土 0-5份。所述壓入料包括以下重量份的物質(zhì)=Al2O3材料50-60份、SiC 10-35份、硅鋁合金粉5_10份、C粉0_3份、稀土氧化物0-2份、粘土 0-5份；所述壓入料的粒度≤3mm。
[0013]所述澆注料和壓入料中所述硅鋁合金粉中Al與Si的質(zhì)量比為1: (3-4)。
[0014]較好的，所述稀土氧化物為Y203或La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd等的氧化物或其混合氧化物，所述稀土氧化物來自氟碳鈰礦或磷釔礦；澆注料和壓入料中所述Al2O3材料中低碳棕剛玉質(zhì)量百分比≥90%，其余為白剛玉微粉或a -Al2O3超微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.4-0.8%，TiO2質(zhì)量百分含量為1-3% ;所述澆注料和壓入料根據(jù)澆注施工具體需要添加4-5份的水，壓入料施工水用量一般壓入料質(zhì)量的5-10%。
[0015]本發(fā)明方法制備的風(fēng)冷鐵溝Sialon燒注體冷卻效率高,能進(jìn)一步延長(zhǎng)鐵溝的使用壽命。
[0016]利用本發(fā)明方法制備成鐵溝Sialon澆注體，將鐵溝整體的熱態(tài)強(qiáng)度提高數(shù)十倍，鐵溝材料中含有氮化物，增大了對(duì)渣鐵的潤(rùn)濕角，使鐵溝的抗渣侵蝕和抗?jié)B透能力大大提高，延長(zhǎng)了鐵溝的使用壽命，為企業(yè)節(jié)約了成本，并且減少了工業(yè)垃圾的產(chǎn)生，保護(hù)了環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明鐵溝施工結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。
[0019]實(shí)施例1
本實(shí)施例所用澆注料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料50份(其中低碳棕剛玉為90wt%，其余為 a - Al2O3 超微粉;低碳棕剛玉中 Fe2O3 為 0.4-0.6wt%，TiO2 為 l_3wt%)、SiC10份、硅鋁合金粉8份(硅鋁質(zhì)量比4:1)、施工水5份。
[0020]所用壓入料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料50份(其中低碳棕剛玉為90wt%，其余為a - Al2O3超微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3為0.4-0.6wt%, TiO2為l_3wt%)、SiClO份、硅鋁合金粉8份(硅鋁質(zhì)量比4:1)、施工水5份；壓入料的粒度≤ 2mm。
[0021](I)在鐵溝Sialon澆注體I施工時(shí)，澆注體I中預(yù)埋聚乙烯塑料管材2，聚乙烯塑料管材2固定在澆注體內(nèi)部，聚乙烯塑料管材2平行設(shè)置，相鄰管距為200mm，每根聚乙烯塑料管材的兩端設(shè)有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對(duì)澆注體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進(jìn)入澆注體內(nèi)部的長(zhǎng)度為50_。進(jìn)出口耐熱管材從施工體內(nèi)引出鐵溝后分別與氮源減壓閥及流量計(jì)相連，以便觀測(cè)施工體內(nèi)氮化反應(yīng)情況；其中，所述每根聚乙烯塑料管材的管徑為15mm，長(zhǎng)度為13m (與鐵溝長(zhǎng)度相同)。
[0022](2)在鐵溝的使用過程中，預(yù)埋的聚乙烯塑料管材完全燒掉，澆注體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮?dú)?，持續(xù)通入氮?dú)?天，在氮?dú)馔ǖ赖倪M(jìn)出口流量相同時(shí)封閉通道出口，持續(xù)通氮?dú)?小時(shí)，讓氮?dú)庀蜻h(yuǎn)處深處滲透，所述氮?dú)鉃闊掍撝蒲踹^程中產(chǎn)生的富余氮?dú)?，通入氮?dú)獾膲毫?.01Mpa0
[0023](3)停止通氮?dú)猓蛲ǖ纼?nèi)壓入壓入料壓實(shí)，具體操作為:從通道進(jìn)口壓入壓入料壓實(shí)，繼續(xù)通入氮?dú)?小時(shí)，然后從通道的出口壓入壓入料壓實(shí)，然后增大氮?dú)鈮毫^續(xù)通氮?dú)?小時(shí)，即得鐵溝Sialon澆注體，其中增大后的氮?dú)鈮毫?.05MPa。
[0024]使用后對(duì)所得鐵溝澆注體殘襯進(jìn)行檢測(cè)，所得Sialon澆注體的Z值為1.5-2.5，耐壓強(qiáng)度≥150Mpa，抗折強(qiáng)度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2_3X 10_6/K，符合Sialon材料的標(biāo)準(zhǔn)。
[0025]實(shí)施例2
本實(shí)施例所用澆注料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料60份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量占Al2O3的95wt%，其余為白剛玉微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3為0.4-0.6wt%，Ti02為l_3wt%)、SiC35份、硅鋁合金粉8份(硅鋁質(zhì)量比為3:1)、C粉3份、稀土氧化物(來自氟碳鈰礦)2份、粘土 5份、水5份。
[0026]所述壓入料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料60份(其中低碳棕剛玉質(zhì)量占Al2O3的95wt%，其余為白剛玉微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3為0.4-0.6wt%，TiO2為l_3wt%)、SiC35份、硅鋁合金粉8份(硅鋁質(zhì)量比為3:1)、C粉3份、稀土氧化物(來自氟碳鈰礦)2份、粘土 5份、施工水5份，壓入料組成與澆注料相同，壓入料粒度< 1_。
[0027](I)在鐵溝Sialon澆注體施工時(shí)，澆注體中預(yù)埋PVC管材，PVC管材固定在澆注體內(nèi)部，PVC管材平行設(shè)置，相鄰管道的距離為250mm，每根PVC管材的兩端設(shè)有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對(duì)澆注體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進(jìn)入澆注體內(nèi)部的長(zhǎng)度為IOOmm0進(jìn)出口耐熱管材從施工體內(nèi)引出鐵溝后分別與氮源減壓閥及流量計(jì)相連，以便觀測(cè)施工體內(nèi)氮化反應(yīng)情況；其中，所述PVC管材的管徑為25mm，長(zhǎng)度為12m(與鐵溝長(zhǎng)度相同)。[0028](2)在鐵溝使用過程中，預(yù)埋的PVC管材完全燒掉，澆注體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮?dú)猓掷m(xù)通入氮?dú)?5天，在氮?dú)馔ǖ赖倪M(jìn)出口流量相同時(shí)封閉通道出口，持續(xù)通氮?dú)?0小時(shí)，讓氮?dú)庀蛏钐庍h(yuǎn)處滲透，所述氮?dú)鉃闊掍撝蒲踹^程中產(chǎn)生的富余氮?dú)?，通入氮?dú)獾膲毫?.02Mpa。
[0029](3)停止通氮?dú)?，向通道?nèi)壓入壓入料壓實(shí)，具體操作為:從通道進(jìn)口壓入壓入料壓實(shí)，繼續(xù)通入氮?dú)?小時(shí)，然后從通道的出口壓入澆注料壓實(shí)，然后增大氮?dú)鈮毫^續(xù)通氮?dú)?0小時(shí)，即得鐵溝Sialon澆注體，其中增大后的氮?dú)鈮毫?.1MPa0
[0030]使用后對(duì)所得鐵溝澆注體殘襯進(jìn)行檢測(cè)，所得Sialon澆注體的Z值為1.5-2.5，耐壓強(qiáng)度≥150Mpa，抗折強(qiáng)度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2_3X 10_6/K，符合Sialon材料的標(biāo)準(zhǔn)。
[0031]實(shí)施例3
本實(shí)施例所用澆注料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料55份(其中低碳棕剛玉為95wt%，白剛玉微粉為2wt%，a -Al2O3超微粉為3wt% ;低碳棕剛玉中Fe2O3為0.4-0.7wt%，TiO2為l-3wt%)、SiC20份、硅鋁合金粉10份(硅鋁質(zhì)量比為3.5:1)、C粉2.5份、稀土氧化物(來自磷釔礦)1份、粘土 3份、施工水4份。
[0032]所用壓入料以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料55份(其中低碳棕剛玉為95wt%，白剛玉微粉為2wt%, a -Al2O3超微粉為3wt% ;低碳棕剛玉中Fe2O3量為0.4-0.7wt%, TiO2為l-3wt%)、SiC20份、硅鋁合金粉10份(硅鋁質(zhì)量比為3.5:1)、C粉2.5份、稀土氧化物(來自磷宇乙礦)1份、粘土 3份、施工水4份；壓入料的粒度≤3mm。
[0033](I)在鐵溝Sialon澆注體施工時(shí)，澆注體中預(yù)埋氯化聚乙烯管材，所述氯化聚乙烯管材平行，相鄰管材的距離為220mm，每根氯化聚乙烯管材的兩端設(shè)有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對(duì)澆注體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進(jìn)入澆注體內(nèi)部的長(zhǎng)度為100_。進(jìn)出口耐熱管材從施工體內(nèi)引出鐵溝后分別與氮源減壓閥及流量計(jì)相連，以便觀測(cè)施工體內(nèi)氮化反應(yīng)情況；其中，所述每根氯化聚乙烯管材的管徑為17mm，長(zhǎng)度為15m (與鐵溝長(zhǎng)度相同)。
[0034](2)在鐵溝使用過程中，預(yù)埋的氯化聚乙烯管材完全燒掉，澆注體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮?dú)?，持續(xù)通入氮?dú)?0天，在氮?dú)馔ǖ赖倪M(jìn)出口流量相同時(shí)封閉通道出口，持續(xù)通氮?dú)?小時(shí)，讓氮?dú)庀蛏钐庍h(yuǎn)處滲透，所述氮?dú)鉃闊掍撨^程中產(chǎn)生的富余氮?dú)?，通入氮?dú)獾膲毫?.015Mpa。
[0035](3)停止通氮?dú)?，向通道?nèi)壓入壓入料壓實(shí)，具體操作為:從通道進(jìn)口壓入壓入料壓實(shí)，繼續(xù)通入氮?dú)?.5小時(shí)，然后從通道的出口壓入壓入料壓實(shí)，然后增大氮?dú)鈮毫^續(xù)通氮?dú)?小時(shí)，即得鐵溝Sialon澆注體，其中增大后的氮?dú)鈮毫?.07MPa。
[0036]使用后對(duì)所得鐵溝澆注體殘襯進(jìn)行檢測(cè)，所得Sialon澆注體的Z值為1.5-2.5，耐壓強(qiáng)度≥150Mpa，抗折強(qiáng)度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2_3X 10_6/K，符合Sialon材料的標(biāo)準(zhǔn)。
[0037]實(shí)施例4
本實(shí)施例所用澆注料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料58份(其中低碳棕剛玉為92wt%，白剛玉微粉為3wt%，a -Al2O3超微粉為5wt% ;低碳棕剛玉中Fe2O3為0.5-0.8wt%，TiO2為l-3wt%)、SiC25份、硅鋁合金粉5份(硅鋁質(zhì)量比為4:1)、C粉2.8份、稀土氧化物(來自磷釔礦)1.5、粘土 4份、施工水4.5份。
[0038]所用壓入料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料58份(其中低碳棕剛玉為92wt%，白剛玉微粉為3wt%, a -Al2O3超微粉為5wt% ;低碳棕剛玉中Fe2O3為0.5-0.8wt%, TiO2為l-3wt%)、SiC25份、硅鋁合金粉5份(硅鋁質(zhì)量比為4:1)、C粉2.8份、稀土氧化物(來自磷釔礦)1.5、粘土 4份、水4.5份；壓入料的粒度≤3mm。 [0039](I)在鐵溝Sialon澆注體施工時(shí)，澆注體中預(yù)埋聚丁烯管材，聚丁烯管材平行設(shè)置，相鄰管材的距離為250mm。每根聚丁烯管材的兩端設(shè)有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對(duì)澆注體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進(jìn)入澆注體內(nèi)部的長(zhǎng)度為80mm。進(jìn)出口耐熱管材從施工體內(nèi)引出鐵溝后分別與氮源減壓閥及流量計(jì)相連，以便觀測(cè)施工體內(nèi)氮化反應(yīng)情況；其中，所述每根聚丁烯管材的管徑為25mm，長(zhǎng)度為IOm (與鐵溝長(zhǎng)度相同)。
[0040](2)在鐵溝使用的過程中，預(yù)埋的聚丁烯管材完全燒掉，澆注體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮?dú)?，持續(xù)通入氮?dú)?2天，在氮?dú)馔ǖ赖倪M(jìn)出口流量相同時(shí)封閉通道出口，持續(xù)通氮?dú)?.5小時(shí)，讓氮?dú)庀蛏钐庍h(yuǎn)處滲透，所述氮?dú)鉃闊掍撨^程中產(chǎn)生的富余氮?dú)?，通入氮?dú)獾膲毫?.018Mpa。
[0041](3)停止通氮?dú)?，向通道?nèi)壓入壓入料壓實(shí)，具體操作為:從通道進(jìn)口壓入壓入料壓實(shí)，繼續(xù)通入氮?dú)?小時(shí)，然后從通道的出口壓入壓入料壓實(shí)，然后增大氮?dú)鈮毫^續(xù)通氮?dú)?小時(shí)，即得鐵溝Sialon澆注體，其中增大后的氮?dú)鈮毫?.07MPa。
[0042]使用后對(duì)所得鐵溝澆注體殘襯進(jìn)行檢測(cè)，所得Sialon澆注體的Z值為1.5-2.5，耐壓強(qiáng)度≥150Mpa，抗折強(qiáng)度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2_3X 10_6/K，符合Sialon材料的標(biāo)準(zhǔn)。
[0043]實(shí)施例5
本實(shí)施例所用澆注料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料60份(其中低碳棕剛玉60wt%,高鋁釩土 30wt%,其余為白剛玉微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3為0.4-0.6wt%, TiO2為l-3wt% ;高鋁釩土體積密度> 3.3g/cm3、Al203含量> 85wt%)、SiC35份、硅鋁合金粉8份(硅鋁質(zhì)量比3:1)、C粉2份、稀土氧化物(來自氟碳鈰礦)2份、粘土 2份、水5份。
[0044]所述壓入料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料60份(其中低碳棕剛玉60wt%，高鋁釩土占Al2O3材料質(zhì)量的30%，其余為白剛玉微粉；低碳棕剛玉中Fe2O3質(zhì)量百分含量為0.4-0.6%，TiO2質(zhì)量百分含量為1-3% ;高鋁礬土體積密度≥3.3g/cm3、Al2O3含量≥85wt%)、SiC35份、硅鋁合金粉8份(硅鋁質(zhì)量比3:1 )、C粉2份、稀土氧化物(來自氟碳鈰礦)2份、粘土 2份、施工水10份，壓入料的粒度≤1mm。
[0045](I)在鐵溝Sialon燒注體施工時(shí),燒注體中預(yù)埋氯化聚乙烯管材,所述氯化聚乙烯管材平行，相鄰管材的距離為220mm，每根氯化聚乙烯管材的兩端設(shè)有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對(duì)澆注體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進(jìn)入澆注體內(nèi)部的長(zhǎng)度為100_。進(jìn)出口耐熱管材從施工體內(nèi)引出鐵溝后分別與氮源減壓閥及流量計(jì)相連，以便觀測(cè)施工體內(nèi)氮化反應(yīng)情況；其中，所述每根氯化聚乙烯管材的管徑為51mm，長(zhǎng)度為15m (與鐵溝長(zhǎng)度相同)。
[0046](2)在鐵溝使用過程中，預(yù)埋的氯化聚乙烯管材完全燒掉，澆注體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮?dú)?，持續(xù)通入氮?dú)?0天，在氮?dú)馔ǖ赖倪M(jìn)出口流量相同時(shí)封閉通道出口，持續(xù)通氮?dú)?小時(shí)，讓氮?dú)庀蛏钐庍h(yuǎn)處滲透，所述氮?dú)鉃闊掍撨^程中產(chǎn)生的富余氮?dú)猓ㄈ氲獨(dú)獾膲毫?.015Mpa。
[0047](3)停止通氮?dú)猓A(yù)留部分通道，150mm <預(yù)留通道與鐵溝工作面的距離< 300mm，其他部分進(jìn)行壓實(shí)，具體操作為:從通道進(jìn)口壓入壓入料壓實(shí)，繼續(xù)通入氮?dú)?小時(shí)，然后從通道的出口壓入壓入料壓實(shí)，然后增大氮?dú)鈮毫^續(xù)通氮?dú)?小時(shí)，即得風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體，其中增大后的氮?dú)鈮毫?.06MPa。
[0048](4)整個(gè)氮化工藝和壓入工藝完成后，接通風(fēng)源對(duì)風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體實(shí)施風(fēng)冷，屆時(shí)完成了整個(gè)風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體的制作過程。
[0049]使用后對(duì)所得鐵溝澆注體殘襯進(jìn)行檢測(cè)，所得Sialon澆注體的Z值為1.5-2.5，耐壓強(qiáng)度≥150Mpa，抗折強(qiáng)度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2_3X 10_6/K，符合Sialon材料的標(biāo)準(zhǔn)。
[0050]實(shí)施例6
本實(shí)施例所用澆注料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料58份(其中低碳棕剛玉為92wt%，白剛玉微粉為3wt%，a -Al2O3超微粉為5wt% ;低碳棕剛玉中Fe2O3為0.5-0.8wt%，TiO2為l-3wt%)、SiC25份、硅鋁和金粉9份(硅鋁質(zhì)量比3.5:1)、C粉1.5份、稀土氧化物(來自磷釔礦)1.5、粘土 4份、澆注施工水4.5份。
[0051]所用壓入料由以下重量份的物質(zhì)組成Al2O3材料58份(其中低碳棕剛玉為92wt%，白剛玉微粉為3wt%, a -Al2O3超微粉為5wt% ;低碳棕剛玉中Fe2O3為0.5-0.8wt%, TiO2為l-3wt%)、SiC25份、硅鋁和金粉9份(硅鋁質(zhì)量比3.5:1)C粉1.5份、稀土氧化物(來自磷釔礦)1.5、粘土 4份、水10份；壓入料的粒度≤3mm。
[0052](I)在風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體施工時(shí)，澆注體中預(yù)埋聚丁烯管材，聚丁烯管材平行設(shè)置，相鄰管材的距離為250mm。每根聚丁烯管材的兩端設(shè)有耐熱鋼管接頭，為了防止鋼管融化對(duì)澆注體質(zhì)量造成危害，耐熱鋼管接頭進(jìn)入澆注體內(nèi)部的長(zhǎng)度為80mm。進(jìn)出口耐熱管材從施工體內(nèi)引出鐵溝后分別與氮源減壓閥及流量計(jì)相連，以便觀測(cè)施工體內(nèi)氮化反應(yīng)情況；其中，所述每根聚丁烯管材的管徑為25mm，長(zhǎng)度為IOm (與鐵溝長(zhǎng)度相同)。
[0053](2)在鐵溝使用的過程中，預(yù)埋的聚丁烯管材完全燒掉，澆注體內(nèi)形成通道，先用高壓氣體吹出殘留物，再向通道內(nèi)通入氮?dú)?，持續(xù)通入氮?dú)?2天，在氮?dú)馔ǖ赖倪M(jìn)出口流量相同時(shí)封閉通道出口，持續(xù)通氮?dú)?.5小時(shí)，讓氮?dú)庀蚴┕んw深處遠(yuǎn)處滲透，所述氮?dú)鉃闊掍撨^程中產(chǎn)生的富余氮?dú)?，通入氮?dú)獾膲毫?.018Mpa。
[0054](3)停止通氮?dú)猓A(yù)留部分通道，200mm <預(yù)留通道與鐵溝工作面的距離< 400mm，其他部分進(jìn)行壓實(shí)，具體操作為:從通道進(jìn)口壓入壓入料壓實(shí)，繼續(xù)通入氮?dú)?小時(shí)，然后從通道的出口壓入壓入料壓實(shí)，然后增大氮?dú)鈮毫^續(xù)通氮?dú)?小時(shí)，即得內(nèi)部風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體，其中增大后的氮?dú)鈮毫?.07MPa。
[0055](4)整個(gè)氮化工藝和壓入工藝完成后，接通風(fēng)源對(duì)風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體實(shí)施風(fēng)冷，屆時(shí)完成了整個(gè)風(fēng)冷鐵溝Sialon澆注體的制作過程。
[0056]使用后對(duì)所得鐵溝澆注體殘襯進(jìn)行檢測(cè)，所得Sialon澆注體的Z值為1.5-2.5，耐壓強(qiáng)度≥150Mpa，抗折強(qiáng)度≥35Mpa，熱膨脹系數(shù)為2_3X 10_6/K，符合Sialon材料的標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在鐵溝澆注體內(nèi)預(yù)埋易燒損管材，在鐵溝壁上設(shè)有管材的進(jìn)口和出口； (2)在鐵溝使用中，易燒損管材燒毀形成通道，向通道內(nèi)通入氮?dú)猓谕ǖ赖倪M(jìn)出口氮?dú)饬髁肯嗤瑫r(shí)封閉通道出口； (3)持續(xù)通氮?dú)?-10小時(shí)后停止，向通道壓入壓入料，即可成為鐵溝Sialon澆注體。
2.如權(quán)利要求1所述一種鐵溝Sialon燒注體的制備方法,其特征在于,步驟(3)中向通道內(nèi)壓入壓入料壓實(shí)。
3.如權(quán)利要求1所述一種鐵溝Sialon燒注體的制備方法,其特征在于,步驟(3)中向通道壓入壓入料時(shí)，預(yù)留部分通道，150mm≤預(yù)留通道與鐵溝工作面的距離≤400mm，其他部分壓入壓入料壓實(shí)。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的鐵溝Sialon澆注體的制備方法，其特征在于，所述易燒損管材平行設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4所述一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法，其特征在于，每根易燒損管材的兩端設(shè)有耐熱鋼管接頭，耐熱鋼管接頭進(jìn)入澆注體內(nèi)部的長(zhǎng)度為50-100mm，進(jìn)出口端鋼管接頭引出溝外后分別與氮源減壓閥及流量計(jì)連接。
6.如權(quán)利要求1所述一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法，其特征在于，所述澆注料包括以下重量份的物質(zhì)=Al2O3材料50-60份、SiC10-35份、硅鋁合金粉5_10份、C粉0_3份、稀土氧化物0-2份、粘土 0-5份，其中所述硅鋁合金粉中Al與Si的質(zhì)量比為1: (3-4)。
7.如權(quán)利要求1所述一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法，其特征在于，所述壓入料包括以下重量份的物質(zhì)=Al2O3材料50-60份、SiC10-35份、硅鋁合金粉5_10份、C粉0_3份、稀土氧化物0-2份、粘土 0-5份；其中所述硅鋁合金粉中Al與Si的質(zhì)量比為1: (3-4)，所述壓入料的粒度≤ 3mm。
8.如權(quán)利要求6或7所述一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法，其特征在于，所述Al2O3材料中低碳棕剛玉≥ 90wt% ;低碳棕剛玉中Fe2O3為0.4-0.8wt%, TiO2為l_3wt%。
9.如權(quán)利要求1所述一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法，其特征在于，步驟(2)中通入氮?dú)獾膲毫?.01-0.02Mpa。
10.如權(quán)利要求1所述一種鐵溝Sialon澆注體的制備方法，其特征在于，所述氮?dú)鉃闊掍撝蒲踹^程中產(chǎn)生的富余氮?dú)?；所述易燒損管材為聚乙烯塑料管材。
【文檔編號(hào)】C04B35/599GK103553668SQ201310509406
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】李明建, 李仲翟, 李云霄, 李明君, 趙超 申請(qǐng)人:李明建