專利名稱：水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶用新型耐磨硅莫氮磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火磚，尤其是涉及使用在大型水泥回轉(zhuǎn)窯上下過渡帶的抗氧 化、低導(dǎo)熱的硅莫磚。
背景技術(shù)：
目前在水泥回轉(zhuǎn)窯上下過渡帶普遍使用兩種磚，鎂鋁尖晶石磚和硅莫磚。鎂鋁尖 晶石磚主要是導(dǎo)熱系數(shù)高，在1000°c時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到3. 0，以至于上下過渡帶外表皮筒體 溫度達(dá)到380 400°C，除了造成燃料的浪費(fèi)外，還易造成筒體變形，從而將窯內(nèi)的磚脫落， 剝落及破損，影響使用壽命。當(dāng)回轉(zhuǎn)窯上下過渡帶選擇硅莫磚時(shí)，硅莫磚的導(dǎo)熱系數(shù)偏小， 1000°C時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)為1.7，可以有效降低水泥回轉(zhuǎn)窯筒體表面的問題，降至320°C，節(jié)約燃 料和提高效率。但是普通硅莫磚致命的弱點(diǎn)就是抗氧化能力差，當(dāng)在氧化氣氛下，尤其是在 焚燒固體廢棄物的時(shí)候，是窯內(nèi)氣氛波動(dòng)非常大，堿硫蒸汽濃度加大，對硅莫磚的侵蝕和氧 化是致命的，所以如何防止娃莫磚被氧化成為研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前水泥窯上下過渡帶，本發(fā)明提供了一種低導(dǎo)熱、耐氧化、高耐磨的耐磨硅 莫氮磚。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明在傳統(tǒng)硅莫磚、硅莫紅磚中引入氮化硅或氮化硅鐵。氮化硅，為高級耐火原料，表1中列出氮化硅和碳化硅主要指標(biāo)參數(shù)。從表1中可 以看出氮化硅在熱導(dǎo)率、線膨脹率、抗侵蝕方面的性能均由于碳化硅，尤其在氧化氣氛下， 氮化硅的開始氧化溫度最低為1300°C，SiC在空氣中加熱到800°C時(shí)即開始氧化，1000 1300°C時(shí)的氧化速度緩慢，生成SiO2玻璃保護(hù)膜。1300°C以后保護(hù)膜中開始結(jié)晶出方石英， 相變引起保護(hù)膜開裂，從而氧化速度有所增加。所以以氮化硅來取代或部分取代硅莫磚中 的碳化硅，會收到良好的效果。表1氮化硅和碳化硅的性能比較
氮化硅碳化硅線膨脹率m/°C2. 75 X ICT65 6. 8X10_6開始氧化溫度(在氧 化氣氛下)1300 1400°C800 900 "C硬度9. 59. 2熱導(dǎo)率(800°C )16. 7w · nf1 · kf136. 2w · nf1 · 氮化硅鐵具有與氮化硅類似的特性，鐵主要起助熔劑的作用，有利于氮化硅的燒 結(jié)。Si3N4是共價(jià)鍵化合物，不易與氧化物燒結(jié)，然而金屬相!^e可以起助燒結(jié)的作用；而且Fe還可起塑性相作用，改善燒結(jié)材料的性能。所以隨著Si3N4-Fe的加入，燒結(jié)性越來越好， 導(dǎo)致常溫抗折強(qiáng)度、常溫耐壓強(qiáng)度、高溫抗折強(qiáng)度、耐磨性及線變化率的提高和氣孔率的下 降。但Si3N4^e的加入量超過一定范圍，過量的鐵，不論是以狗或氧化鐵的形式存在，對整 個(gè)材料都成為一種有害物質(zhì)，其整體性能下降明顯。因此，本發(fā)明在傳統(tǒng)硅莫磚、硅莫紅磚中引入氮化硅或氮化硅鐵，以高鋁礬土、棕 剛玉、紅柱石、碳化硅、氮化硅、氮化硅鐵、粘土等為主要原料，外加1 5%木質(zhì)素磺酸溶液 為結(jié)合劑，高壓成型，并經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。原料中各組分重量百分含量如下特級高鋁礬土骨料0 6mm Al2O3 ≥ 80% 50 70%碳化硅0 Imm SiC ≥90% 0 20%碳化硅≤ 0. 088mm SiC ≥ 90% 0 20%棕剛玉細(xì)粉0 10%紅柱石粉5 20%氮化硅0 15%氮化硅鐵0 10%粘土3 8%。各原料按上述比例混合，在630T摩擦壓磚機(jī)上成型，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。本發(fā)明的硅莫氮磚，化學(xué)成分重量百分含量如下=Al2O3 60 75%，SiC 0 20%， Si3N4 0 15% ,Si3N4-Fe 0 10%，SiO2 20 30%，其它成分1 8%，其它成分包括CaO、 TiO2,Na2O^K2O,當(dāng)在硅莫磚中引入0 10%氮化硅鐵時(shí)，在檢測過程中以!^e2O3形式計(jì)算在
內(nèi)。
比較例
特級高鋁礬土骨料0 6mmAl2O3 ≥ 85%60%
碳化硅0 ImmSiC ≥ 95%3%
碳化硅≤0.088mmSiC ≥ 95%15%
棕剛玉細(xì)粉0%
紅柱石粉14%
氮化硅0%
氮化硅鐵0%
粘土5%
外加木質(zhì)素磺酸溶液3%
表2列出了各產(chǎn)品的主要指標(biāo)。
表2各產(chǎn)品的主要指標(biāo)
權(quán)利要求
1. 一種硅莫氮磚，其特征在于主要原料為高鋁礬土、棕剛玉、紅柱石、碳化硅、氮化 硅、氮化硅鐵、粘土等，外加1 5wt%木質(zhì)素磺酸溶液為結(jié)合劑，高壓成型，并經(jīng)高溫?zé)Y(jié) 而成，原料中各組分重量百分含量如下特級高鋁礬土骨料 0 6謹(jǐn) Al2O3彡80% 50 70%碳化硅0 Imm SiC ^ 90% 0 20%碳化硅< 0.088mm SiC 彡 90% 0 20%棕剛玉細(xì)粉0 10%紅柱石粉5 20%氮化硅0 15%氮化硅鐵0 10%粘土3 8%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的硅莫氮磚，其化學(xué)成分重量百分含量如下=Al2O360 75%，SiC 0 20% ,Si3N4 0 15% ,Si3N4-Fe 0 10%，SiR 20 30%，其它成分 1 8%，所述的 其它成分包括CaO、Ti02、Na20、K20，當(dāng)在硅莫磚中引入0 10%氮化硅鐵時(shí)，在檢測過程中 以!^e2O3形式計(jì)算在內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的硅莫氮磚，其中氮化硅中各元素重量百分含量如下Si55 65%、N35 45%、Fe < 3%、0 < 2. 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的硅莫氮磚，其中氮化硅鐵中各元素重量百分含量如下Si48 53%, N > 30%, Fe 12 16%、0 < 2. 5%。
全文摘要
本發(fā)明為水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶應(yīng)用的一種耐火材料定型制品，其經(jīng)過機(jī)壓成型、高溫煅燒而成，本發(fā)明中將氮化硅或氮化硅鐵引入傳統(tǒng)硅莫磚或硅莫紅磚中，由于氮化硅在氧化氣氛下開始氧化溫度為1300℃，而碳化硅在氧化氣氛下的開始氧化溫度為800℃，所以能明顯改善硅莫磚的抗氧化能力，同時(shí)由于氮化硅比碳化硅具有更小的線膨脹系數(shù)、更低的導(dǎo)熱系數(shù)、更強(qiáng)的抗堿侵蝕能力，所以制成的新型氮硅莫磚具有的更低的導(dǎo)熱系數(shù)，較小的體積變化，更加優(yōu)異的抗堿侵蝕能力。經(jīng)本方法制成的硅莫磚在水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶上使用，能明顯降低筒體溫度，不易被氧化，從而延長水泥窯過渡帶耐材的使用壽命，壽命可達(dá)1.5～2年，特別適用于窯內(nèi)氣氛變化頻繁的回轉(zhuǎn)窯的上下過渡帶。
文檔編號F27B7/20GK102115335SQ20091026611
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者馮運(yùn)生, 周偉, 周新功, 康華榮, 李獻(xiàn)明, 王林俊, 王治峰, 董勝英, 高長賀 申請人:鞏義通達(dá)中原耐火技術(shù)有限公司