[发明专利]一种纳米碳源结合均化矾土基硅莫砖及其制备方法

说明书

本发明属于耐火材料技术领域，公开了一种纳米碳源结合均化矾土基硅莫砖及其制备方法。该硅莫砖由以下重量百分含量的组分外加以下组分总重量0.2~0.8%的纳米碳源和以下组分总重量3~5%的结合剂制备而成：均化矾土合成料52～65%、特级矾土熟料15～25%、碳化硅5～15%、结合粘土3～8%。本发明通过使用纳米碳源，一方面，纳米碳源在制品高温烧制时被氧化形成一定量的纳米气孔，气孔孔径大小均匀，砖中气孔微细化并分布均匀的组织结构有利于缓解材料在急冷急热时产生的应力，有效改善抗热震性；另一方面，纳米碳源在制品高温烧制时首先被氧化，可减少碳化硅的氧化量，提高硅莫砖中碳化硅的含量，从而提高了均化矾土基硅莫砖的热震稳定性。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种纳米碳源结合均化矾土基硅莫砖及其制备方法。

背景技术

硅莫砖是以高铝矾土熟料和碳化硅为原料经高压成型高温烧制而成，具有强度高、耐磨损、热震稳定性优良，在使用过程中碳化硅不断氧化形成保护层、减少结圈等特点，主要用于水泥窑过渡带、分解炉及篦冷机等部位。传统硅莫砖的生产需要大量的高铝矾土熟料，这种矾土熟料主要是以天然矾土矿煅烧而成。但近年来，随着氧化铝生产的高速发展，我国铝土矿资源日趋匮乏，尤其高铝富矿供给矛盾突出。如何能够综合利用低品位矿制备出致密度高、质量稳定性好的矾土基均质料成为近年来研究的热点。如授权公告号为CN103232253 B的发明专利公开了一种利用中低品位铝矾土矿生产均质耐火原料的方法，利用中低品位铝矾土及碎矿，采取均化、成型、煅烧、提纯等技术生产出了均化矾土合成料，具有结构、性能和质量均匀、稳定的特点。而原矿品位的高低，直接制约了均化矾土合成料产品的品质。

均化矾土合成料在耐火材料中的应用越来越广泛，尤其在硅莫砖中的使用，但是在硅莫砖中使用均化矾土合成料时，硅莫砖的热震稳定性会降低很多，严重影响均化矾土基硅莫砖的使用寿命，从而使均化矾土合成料在硅莫砖中的使用受到一定限制。因此，均化矾土基硅莫砖的热震稳定性需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米碳源结合均化矾土基硅莫砖及其制备方法，加入纳米碳源，其在高温烧制时被氧化形成一定量的纳米气孔，有利于缓解材料在急冷急热时产生的应力，有效改善了抗热震性，同时纳米碳源在制品高温烧制时首先被氧化，可减少碳化硅的氧化量，提高硅莫砖中碳化硅的含量，从而提高均化矾土基硅莫砖的热震稳定性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种纳米碳源结合均化矾土基硅莫砖，由以下重量百分含量的组分外加以下组分总重量0.2～0.8％的纳米碳源和以下组分总重量3～5％的结合剂制备而成：均化矾土合成料52～65％、特级矾土熟料15～25％、碳化硅5～15％、结合粘土3～8％。

进一步地，所述均化矾土合成料中Al₂O₃含量为60～85％，均化矾土合成料的粒度分为3～5mm、1～3mm和0～1mm；所述特级矾土熟料中Al₂O₃含量≥85％，特级矾土熟料的粒度为180～200目；所述碳化硅中SiC含量≥90％，碳化硅的粒度为80目～120目；结合粘土为粒度180～200目的细粉。

进一步地，所述纳米碳源选自纳米炭黑或纳米石墨中至少一种。

进一步地，所述纳米碳源的粒径为100nm～1000nm。

进一步地，所述结合剂为糊精水或纸浆废液，所述糊精水的比重为1.1～1.2，所述纸浆废液比重为1.2～1.3。

本发明还提供一种纳米碳源结合均化矾土基硅莫砖的制备方法，包括以下步骤：

a.按上述配比称取原料，将特级矾土熟料、碳化硅、结合粘土和纳米碳源置于双螺旋预混机中预混，预混时间不低于30分钟，得到预混合粉；