專利名稱：一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料，特別是涉及一種通過氮化燒成的高熱態(tài)強(qiáng)度莫來石氮化招質(zhì)預(yù)制磚。
背景技術(shù)：
目前，耐火材料在材質(zhì)上主要以氧化物材料和碳復(fù)合材料為主。以氧化物為主的耐火材料通常脆性較大，難以同時(shí)滿足高強(qiáng)度和良好熱震穩(wěn)定性的要求；碳復(fù)合耐火材料引入石墨等炭質(zhì)組分，雖然改善了氧化物類耐火材料的脆性，但此類材料存在抗氧化性差、熱導(dǎo)率高等缺點(diǎn)。因此，在氧化物體系中引入氮化物、Sialon, SiC等非氧化物相的做法成為耐火材料領(lǐng)域的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。眾多研究表明，氧化物非氧化物復(fù)合材料具有較高的高溫強(qiáng)度和抗氧化性能，優(yōu)良的抗熱震性、抗侵蝕性能，可望成為高溫工業(yè)關(guān)鍵部位使用的新一代優(yōu)質(zhì)高性能耐火材料。莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚是一種工業(yè)窯爐所用的耐火材料，生產(chǎn)上藝既可采用定形制品的機(jī)壓成形思路，也可采用澆注料的辦法預(yù)制成形。澆注成形的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚是經(jīng)澆注預(yù)制成型之后再高溫?zé)啥玫母咝阅苣突鹬破?。普通莫來石質(zhì)預(yù)制磚產(chǎn)品的綜合性能不夠高，例如高溫強(qiáng)度低、脆性大，難以滿足使用要求，應(yīng)用領(lǐng)域有限；目前普通的莫來石質(zhì)預(yù)制磚產(chǎn)品多為低、中檔次的氧化物基澆注料預(yù)制塊，開發(fā)性能優(yōu)異的預(yù)制磚，并對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)現(xiàn)可控，是一種有效 保證產(chǎn)品性能的途徑，也是耐火材料行業(yè)目前急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚，該預(yù)制磚的高溫抗折強(qiáng)度和高溫體積穩(wěn)定性均優(yōu)于普通莫來石質(zhì)預(yù)制磚。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚，以重量百分比計(jì)，一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚，其特征在于，以重量百分比計(jì)，其制備原料含莫來石60 65%、氮化鋁10 15%、金屬硅粉10-18%、金屬鋁粉3 10%、鋁酸鹽水泥3-6%、硅微粉2 4%、以及占上述原料總重量的O. 08%的外加劑。所述莫來石的氧化鋁含量為6(Γ65%之間，氮化鋁含量> 90%，金屬硅粉中的單質(zhì)硅彡99. 6%，金屬鋁粉中的單質(zhì)鋁彡99. 6%，鋁酸鹽水泥中的鋁含量彡68%，硅微粉中的二氧化硅> 94%ο所述莫來石、氮化招的粒度分布范圍如下8 5mmM60莫來石的占15 25%、5 3mm的莫來石占10 20%、3 1_的莫來石占10 20%、0. 08 1_的莫來石占15 25%、200目的氮化鋁占5 10%、325目的氮化鋁占5 10%。所述金屬硅是由粒度325目和200目的金屬硅粉按1:1的重量比構(gòu)成的混合物。所述外加劑為聚羧酸鹽、聚丙烯酰胺中的至少一種。
所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚的制備方法，包括以下步驟
一、按照配方組成稱取原料，采用攪拌機(jī)干混均勻，得到干混物料；
二、向干混物料中加入適量水，加入水后控制混合物料的含水率為5±1%，攪拌均勻，然后注入模具中，振動(dòng)棒振動(dòng)成型，成型后得到預(yù)制件；
三、將預(yù)制磚在模中于室溫20°C下養(yǎng)護(hù)I天，脫模，脫模后再于室溫20°C下自然養(yǎng)護(hù)I天，然后將預(yù)制件放入烘干窯中烘烤，烘烤溫度180 200°C，烘烤時(shí)間10 20小時(shí)；
四、將烘烤后的預(yù)制磚放入封閉式高溫氮化爐中，于1400 1500°C下高溫氮化燒成，在最高溫度下保溫12 20小時(shí)，之后停窯，冷卻至室溫，即獲得氮化燒成的莫來石高鋁質(zhì)預(yù)制磚產(chǎn)品。本發(fā)明具有的積極有益的技術(shù)效果
本發(fā)明產(chǎn)品在原有莫來石質(zhì)預(yù)制磚的基礎(chǔ)上引入氮化鋁、金屬硅粉、金屬鋁粉，并在氮?dú)鈿夥障聼?，弓I入體系中的S1、Al可發(fā)生原位反應(yīng)，生成Sialon、AlN等增強(qiáng)相。由于該反應(yīng)存在氣相傳質(zhì)機(jī)理，所生成的原位非氧化物增強(qiáng)相多呈纖維狀，且在制品基質(zhì)及氣孔里可趨向彌散分布，均勻性好。這種原位增強(qiáng)相可大幅提高莫來石質(zhì)預(yù)制件材料的熱態(tài)抗折強(qiáng)度。本發(fā)明產(chǎn)品解決了普通莫來石質(zhì)預(yù)制磚熱態(tài)強(qiáng)度不高，使用中容易發(fā)生整體爐頂垮塌的疑難問題。本發(fā)明產(chǎn)品具有較高的高溫抗折強(qiáng)度，詳見表I。表I本發(fā)明產(chǎn)品的性能簡(jiǎn)測(cè)數(shù)據(jù):_
權(quán)利要求
1.一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚，其特征在于，以重量百分比計(jì)，其制備原料含莫來石60 65%、氮化鋁10 15%、金屬硅粉10-18%、金屬鋁粉3 10%、鋁酸鹽水泥3_6%、硅微粉2 4%、以及占上述原料總重量的0. 08%的外加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚，其特征在于，所述莫來石的氧化招含量為60 65%之間,氮化招含量> 90%,金屬娃粉中的單質(zhì)娃> 99. 6%,金屬鋁粉中的單質(zhì)鋁> 99. 6%，鋁酸鹽水泥中的鋁含量> 68%，硅微粉中的二氧化硅> 94%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚，其特征在于，所述M60莫來石、氮化鋁的粒度分布范圍如下 8 5mm莫來石的占15 25%、5 3_的莫來石占10 20%、3 1_的莫來石占10 20%、·0.08 Imm的莫來石占15 25%、200目的氮化鋁占5 10%、325目的氮化鋁占5 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚，其特征在于，所述金屬硅是由粒度325目和200目的金屬硅粉按1:1的重量比構(gòu)成的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚，其特征在于，所述外加劑為聚羧酸鹽、聚丙烯酰胺中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚的制備方法，包括以下步驟 一、按照配方組成稱取原料，采用攪拌機(jī)干混均勻，得到干混物料； 二、向干混物料中加入適量水，加入水后控制混合物料的含水率為5±I %，攪拌均勻，然后注入模具中，振動(dòng)棒振動(dòng)成型，成型后得到預(yù)制件； 三、將預(yù)制磚在模中于室溫20°C下養(yǎng)護(hù)I天，脫模，脫模后再于室溫20°C下自然養(yǎng)護(hù)I天，然后將預(yù)制件放入烘干窯中烘烤，烘烤溫度180 200°C，烘烤時(shí)間10 20小時(shí)； 四、將烘烤后的預(yù)制磚放入封閉式高溫氮化爐中，于1400 1500°C下高溫氮化燒成，在最高溫度下保溫12 20小時(shí)，之后停窯，冷卻至室溫，即獲得氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質(zhì)預(yù)制磚。其是以莫來石、氮化鋁、金屬硅、金屬鋁、硅微粉、鋁酸鹽水泥為基本原料，加入外加劑，采用攪拌機(jī)將各種原料和分散劑干混至均勻，物料混勻后加入水?dāng)嚢柚辆鶆?，注入模具中成型為預(yù)制件，將脫模并自然養(yǎng)護(hù)后的預(yù)制件在烘烤窯中進(jìn)行烘烤，最后放入高溫氮化窯內(nèi)氮?dú)鈿夥障掠?400℃~1500℃的高溫下燒成，燒成冷卻至室溫即可。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，本發(fā)明產(chǎn)品熱態(tài)強(qiáng)度得到顯著提高，產(chǎn)品整體性能更好。
文檔編號(hào)C04B35/185GK103044037SQ20121023238
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者山國強(qiáng) 申請(qǐng)人:山國強(qiáng)