CN1472174A - 高温耐火砖及制备方法 - Google Patents
高温耐火砖及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1472174A CN1472174A CNA031124496A CN03112449A CN1472174A CN 1472174 A CN1472174 A CN 1472174A CN A031124496 A CNA031124496 A CN A031124496A CN 03112449 A CN03112449 A CN 03112449A CN 1472174 A CN1472174 A CN 1472174A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- less
- refractory brick
- silicon
- zirconium diboride
- brick
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011449 brick Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N boron;zirconium Chemical compound B#[Zr]#B VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 claims description 3
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- -1 silicon powder nitride Chemical class 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高温炉体电解铝槽内使用的一种含ZrB2(二硼化锆)材料的新型氮化硅结合碳化硅高温耐火砖及制备方法。其技术方案是：在电解铝槽侧墙用氮化硅结合碳化硅耐火砖体中添加ZrB2(二硼化锆)材料，可以大大提高氮化硅结合碳化硅耐火砖抗冰晶石电解质熔液侵蚀和渗透的能力，有效地减缓氮化硅结合碳化硅耐火砖遭受冰晶石电解质熔液侵蚀的速度，达到明显延长含ZrB2(二硼化锆)材料的新型氮化硅结合碳化硅耐火砖使用寿命的目的。
Description
一、技术领域：本发明涉及一种高温炉体电解铝槽内使用的一种含ZrB2(二硼化锆)材料的新型氮化硅结合碳化硅的高温耐火砖及制备方法。
二、背景技术：高温耐火砖是高温炉体内常用的保温、隔热和结构材料。几乎所有的高温容器和设备内部都需要配套耐火材料来实现高温的技术工艺条件和保护钢结构炉体的长期稳定的工作。高温设备内配套耐火材料的高温化学抗侵蚀性能直接影响着耐火材料的寿命和高温设备的工作寿命。电解铝槽内目前使用的耐火材料是碳质耐火砖和氮化硅结合碳化硅耐火砖。碳质耐火砖很容易被高温氧化损坏造成电解铝槽槽体寿命短的问题。而氮化硅结合碳化硅耐火砖抗冰晶石电解质熔液侵蚀能力不是非常令人满意，通常采取增加氮化硅结合碳化硅耐火砖的厚度来延长氮化硅结合碳化硅耐火砖的工作寿命，但是，增加氮化硅结合碳化硅耐火砖的厚度给氮化硅结合碳化硅耐火砖的制造工艺增加了很多困难，氮气不能有效地渗透到砖体内部与硅粉发生氮化反应生成氮化硅结合相，容易造成氮化硅结合碳化硅耐火砖内部硅粉氮化不完全、分层、夹心、砖体强度不高等质量问题，而直接影响氮化硅结合碳化硅耐火砖的使用效果。
ZrB2(二硼化锆)材料具有优良的抗冰晶石电解质熔液侵蚀能力，具有熔点高、蒸气压低、电阻率低、硬度高、热导率良好等优点，在1100℃以下时有较好的抗氧化能力，非常适合用于电解铝槽内耐火耐冰晶石腐蚀材料。但ZrB2(二硼化锆)材料为共价键化合物，熔点高，很难烧结为大型致密材料砖体。
三、发明内容：
本发明的目的就是针对现有电解铝槽内目前使用的碳质耐火砖和氮化硅结合碳化硅耐火砖存在的上述问题，提供一种含ZrB2(二硼化锆)材料的新型氮化硅结合碳化硅的高温耐火砖及制备方法。
其技术方案是：
(一)高温耐火砖，包括下列重量百分比的材料组成：碳化硅颗粒70～80％、硅粉10～20％、常温结合剂2～10％，其特征是：还包括二硼化锆0.5％～20％。所述的碳化硅颗粒中SiC含量大于98.5％，Fe2O3小于0.5％，颗粒粒度为2.0～0.005mm(含碳化硅颗粒的粒度含小于180目的碳化硅细粉)；硅粉中Si大于98.5％，Fe2O3小于0.5％，颗粒粒度为小于180目的硅细粉；常温结合剂为工业糊精或浓度为10％的聚乙烯醇溶液；二硼化锆材料中ZrB2含量大于96.5％，Fe2O3小于0.3％，粒度在80目至500目之间。
(二)制备高温耐火砖的方法是：把混合好的物料在压砖机中压制成砖坯，压砖机可以是大型振动加压成型机，也可以是400～1000吨的摩擦压砖机；成型好的含二硼化锆材料的氮化硅结合碳化硅耐火砖坯在80℃～120℃的温度下干燥60小时，使得砖坯的水分小于0.8％；把干燥好的砖坯装在氮化炉中并通入含量99.99％高纯氮气连续升温，升温速度控制在40℃/小时，升温至1450℃时，在该温度下氮化烧成保温50小时，冷却后即可。氮化炉可以是电加热的，也可以是燃油或燃气的马弗式氮化炉。
本发明的效果是：在电解铝槽侧墙用氮化硅结合碳化硅耐火砖体中添加含ZrB2(二硼化锆)材料，可以大大提高氮化硅结合碳化硅耐火砖抗冰晶石电解质熔液侵蚀和渗透的能力，从而有效减缓氮化硅结合碳化硅耐火砖遭受电解铝槽内冰晶石电解质熔液侵蚀的速度，达到明显延长含ZrB2(二硼化锆)材料的新型氮化硅结合碳化硅耐火砖使用寿命的目的。同时，避免了通过增加氮化硅结合碳化硅耐火砖的厚度来祢补氮化硅结合碳化硅耐火砖工作寿命的缺陷，保证了含ZrB2(二硼化锆)材料的新型氮化硅结合碳化硅耐火砖质量的一致性和稳定性。
四、附图说明：无
五、具体实施方式：
添加ZrB2(二硼化锆)材料(ZrB2大于96.5％，Fe2O3小于0.3％)的实施方式是在生产工艺的配料过程中把ZrB2(二硼化锆)材料伴随碳化硅颗粒(SiC大于98.5％，Fe2O3小于0.5％，颗粒粒度为2.0～0.005mm，含小于180目的碳化硅细粉，加入量为75％)以及硅粉(Si大于98.5％，Fe2O3小于0.5％，颗粒粒度为小于180目的硅细粉，加入量为15％)和外加常温结合剂(一般可采用工业糊精或浓度为10％的聚乙烯醇溶液，加入量为总配料质量的5％)一起加入强制搅拌混砂机中混合20分钟。添加ZrB2(二硼化锆)材料的粒度在80目至500目之间，添加ZrB2(二硼化锆)材料的数量为总配料质量的5％。
把混合好的物料在压砖机中压制成砖坯，压砖机可以是大型振动加压成型机，也可以是400～1000吨的摩擦压砖机。成型好的含ZrB2(二硼化锆)材料的氮化硅结合碳化硅耐火砖坯在110℃的温度下干燥60小时，使得砖坯的水分小于0.8％。把干燥好的砖坯装在氮化炉中并通入高纯氮气(N2大于99.99％)连续升温，氮化炉可以是电加热的，也可以是燃油或燃气的马弗式氮化炉，升温速度控制在40℃/小时，升温至1450℃时在该温度下氮化烧成保温50小时。冷却后即可得到本发明涉及的含ZrB2(二硼化锆)材料的新型氮化硅结合碳化硅耐火砖。
Claims (5)
1、一种高温耐火砖，包括下列重量百分比的材料组成：碳化硅颗粒70～80％、硅粉10～20％、常温结合剂2～10％，其特征是：还包括二硼化锆0.5％～20％。
2、根据权利要求1所述的高温耐火砖，其特征是：所述的碳化硅颗粒中SiC含量大于98.5％，Fe2O3小于0.5％，颗粒粒度为2.0～0.005mm；硅粉中Si大于98.5％，Fe2O3小于0.5％，颗粒粒度为小于180目的硅细粉；常温结合剂为工业糊精或浓度为10％的聚乙烯醇溶液；二硼化锆材料中ZrB2含量大于96.5％，Fe2O3小于0.3％，粒度在80目至500目之间。
3、根据权利要求2所述的高温耐火砖，其特征是：碳化硅颗粒的粒度含小于180目的碳化硅细粉。
4、一种制备上述权利要求1、2或3所述高温耐火砖的方法，其特征是：把混合好的物料在压砖机中压制成砖坯，压砖机可以是大型振动加压成型机，也可以是400～1000吨的摩擦压砖机；成型好的含二硼化锆材料的氮化硅结合碳化硅耐火砖坯在80℃～120℃的温度下干燥60小时，使得砖坯的水分小于0.8％；把干燥好的砖坯装在氮化炉中并通入含量99.99％高纯氮气连续升温，升温速度控制在40℃/小时，升温至1450℃时，在该温度下氮化烧成保温50小时，冷却后即可。
5、根据权利要求4所述高温耐火砖的方法，其特征是：氮化炉可以是电加热的，也可以是燃油或燃气的马弗式氮化炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA031124496A CN1472174A (zh) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | 高温耐火砖及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA031124496A CN1472174A (zh) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | 高温耐火砖及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1472174A true CN1472174A (zh) | 2004-02-04 |
Family
ID=34152433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA031124496A Pending CN1472174A (zh) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | 高温耐火砖及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1472174A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100381399C (zh) * | 2006-09-21 | 2008-04-16 | 武汉钢铁(集团)公司 | 干熄焦炉斜道立柱用高热震耐磨砖及其制作方法 |
| US20090035558A1 (en) * | 2005-10-28 | 2009-02-05 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Sintered ceramic product having a nitrogenous matrix with improved surface properties |
| CN102059736A (zh) * | 2010-12-03 | 2011-05-18 | 伊川龙海科技实业有限公司 | 利用铝电解废耐火材料生产保温砖的方法 |
| CN101068758B (zh) * | 2004-11-29 | 2011-08-03 | 圣戈班欧洲设计研究中心 | 基于碳化硅与氮化硅粘合剂的烧结耐火砖 |
| CN102228983A (zh) * | 2011-06-17 | 2011-11-02 | 任灵成 | 一种电解铝抬包免清理出铝管装置 |
| US8097547B2 (en) | 2004-11-29 | 2012-01-17 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Sintered refactory material based on silicon carbide with a silicon nitride binder |
-
2003
- 2003-06-26 CN CNA031124496A patent/CN1472174A/zh active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101068758B (zh) * | 2004-11-29 | 2011-08-03 | 圣戈班欧洲设计研究中心 | 基于碳化硅与氮化硅粘合剂的烧结耐火砖 |
| US8076254B2 (en) | 2004-11-29 | 2011-12-13 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Sintered refractory block based on silicon carbide with a silicon nitride bond |
| US8097547B2 (en) | 2004-11-29 | 2012-01-17 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Sintered refactory material based on silicon carbide with a silicon nitride binder |
| EP1828077B1 (fr) * | 2004-11-29 | 2016-03-23 | Saint-Gobain Centre de Recherches et d'Etudes Européen | Bloc refractaire fritte a base de carbure de silicium a liaison nitrure de silicium |
| US20090035558A1 (en) * | 2005-10-28 | 2009-02-05 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Sintered ceramic product having a nitrogenous matrix with improved surface properties |
| CN100381399C (zh) * | 2006-09-21 | 2008-04-16 | 武汉钢铁(集团)公司 | 干熄焦炉斜道立柱用高热震耐磨砖及其制作方法 |
| CN105254305A (zh) * | 2008-02-08 | 2016-01-20 | 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 | 具有氮化硅粘合剂的基于碳化硅的烧结耐火材料 |
| US9321690B2 (en) | 2008-02-08 | 2016-04-26 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Sintered refractory material based on silicon carbide with a silicon nitride binder |
| EP2250141B2 (en) † | 2008-02-08 | 2019-04-17 | Saint-Gobain Centre de Recherches et d'Etudes Européen | Use of a sintered refractory material based on silicon carbide with a silicon nitride binder |
| CN102059736A (zh) * | 2010-12-03 | 2011-05-18 | 伊川龙海科技实业有限公司 | 利用铝电解废耐火材料生产保温砖的方法 |
| CN102059736B (zh) * | 2010-12-03 | 2012-10-31 | 伊川龙海科技实业有限公司 | 利用铝电解废耐火材料生产保温砖的方法 |
| CN102228983A (zh) * | 2011-06-17 | 2011-11-02 | 任灵成 | 一种电解铝抬包免清理出铝管装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5453319B2 (ja) | 窒化ケイ素バインダー含有炭化ケイ素系焼結耐火材料 | |
| US5413689A (en) | Carbon containing body or mass useful as cell component | |
| CN101747068B (zh) | 一种碳化硅含量大于92%的自结合碳化硅制品及其制备方法 | |
| EP0417292B1 (en) | Carbonaceous ceramic composite for use in contact whth molten nonferrous metal | |
| CN101734936A (zh) | 一种Si3N4-SiC-C耐火原料粉体的制备方法 | |
| CN101381242A (zh) | 一种钛和钛合金熔炼用坩埚的制备方法 | |
| CN101068758B (zh) | 基于碳化硅与氮化硅粘合剂的烧结耐火砖 | |
| Mukasyan | Combustion synthesis of silicon carbide | |
| CN1472174A (zh) | 高温耐火砖及制备方法 | |
| CN106431416A (zh) | 热爆合成碳化锆、二硼化锆复相陶瓷粉末及其制备方法 | |
| CN1006886B (zh) | 氮化硅/氮化硼复合材料及其制造方法 | |
| CN101696119B (zh) | 一种高温陶瓷材料的制备方法 | |
| CN1831214A (zh) | 碳化硅晶须的制备方法 | |
| CN101186296B (zh) | 制备高纯度、致密的Ti3SiC2块体材料的方法 | |
| CN1562883A (zh) | 铝电解槽侧墙用氮化硅结合碳化硅耐火砖及其制备方法 | |
| CN103938051A (zh) | 耐铝液腐蚀高密度金属陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN103708840A (zh) | 一种炭/陶复合材料的制造方法 | |
| US4030891A (en) | Sintered cermet containing ground monocrystals | |
| CN114180977B (zh) | 一种铸造用无磷可塑料及其制备方法 | |
| JPH0699190B2 (ja) | 非鉄溶融金属用含炭素セラミック複合体 | |
| CN102706145B (zh) | 高纯氧化铝连续熔融炉用投料嘴的制备方法 | |
| CN102690121B (zh) | 高纯氧化铝连续熔融炉用陶瓷内胆的制备方法 | |
| CN115894043A (zh) | 一种高熵MAlB陶瓷材料及其制备方法 | |
| NO20092797A1 (no) | Digel | |
| Gnesin | Porosity-Free Polycrystalline Silicon Carbide and Its Application in |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |