一种高炉冷却壁高强复合材料、制备方法及其在保护冷却壁中的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109503173A(43)申请公布日2019.03.22(21)申请号201811449733.8(22)申请日2018.11.30(71)申请人河南华西耐火材料有限公司地址451200河南省巩义市涉村镇西坡村(72)发明人姜玉毅(74)专利代理机构郑州大通专利商标代理有限公司41111代理人许艳敏(51)Int.Cl.C04B35/581(2006.01)C04B35/63(2006.01)C04B35/634(2006.01)C04B35/66(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称一种高炉冷却壁高强复合材料、制备方法及其在保护冷却壁中的应用(57)摘要本发明公开了一种高炉冷却壁高强复合材料、制备方法及其在保护冷却壁中的应用。该炉冷却壁高强复合材料复合纤维材料及氮化铝微粉、高纯碳化硅、莫来石、氧化铝粉、硅微粉、蒙脱石、绢云母、结合剂和减水剂复合料制备而成。实践证明该复合材料具有良好的导热性能可以将热量及时传递给冷却壁，使热面温度明显降低，形成稳定的渣皮，且不易脱落，即对于冷却壁的热面能够很好地形成渣皮，可以防止渣皮脱落，实现永久稳定的渣皮，大幅提高冷却壁的使用寿命。施工和易性好，通过泵送自流成型，无需震动，即可在冷却壁镶嵌槽形成致密高强的整体。在保护高炉冷却壁中具有很好的应用前景。CN109503173ACN109503173A权利要求书1/2页1.一种高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，该复合材料由组份A与组份B制备而成，所述组份A的质量百分比为55～65％，所述组份B的质量百分比为35～45％；所述的组份A为复合纤维材料；所述的组份B由以下重量份的原料配制而成：氮化铝微粉30％～40％、高纯碳化硅6％～8％、莫来石9％～11％、氧化铝粉20％～30％、硅微粉9％～11％、蒙脱石10％～15％、绢云母2.5％～5％、结合剂＜5％和减水剂＜2.5％。2.根据权利要求1所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述的组份B由以下重量份的原料配制而成：氮化铝微粉30％～40％、高纯碳化硅6％～8％、莫来石9％～11％、氧化铝粉20％～30％、硅微粉9％～11％、蒙脱石10％～15％、绢云母2.5％～5％、结合剂3～5％和减水剂0.5～2.5％。3.根据权利要求1或2所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述的复合纤维材料为碳复合纤维材料；所述碳复合纤维材料的抗拉强度为3200Mpa，抗拉弹性模量为33000～40000Mpa。4.根据权利要求1或2所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述氮化铝微粉的粒径为2um，比表面积为42m2/g，体积密度0.15g/cm3；氮化铝微粉中AlN的质量百分含量＞99.9％。5.根据权利要求1或2所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述的高纯碳化硅粒径为0～3mm；其中，SiC含量≥98.5％，固定碳C含量≤0.02％，Fe2O3的质量百分含量≤0.6％；3所述莫来石的粒径为0～10mm，体积密度为2.5～2.7g/cm；莫来石中Al2O3的质量百分含量为41～47％，SiO2的质量百分含量为50～54％，Fe2O3的质量百分含量≤0.7％，TiO2的质量百分含量≤0.5％。6.根据权利要求5所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述的莫来石选自高岭石，经过以下方法制备得到：将选取的高岭石生料采用球磨机进行粉碎；将粉碎后放入回转窑或隧道窑中进行煅烧：窑温度由室温升温至600℃时的升温速率为5℃/min；然后以2℃/min的升温速率由600升温至1000℃，再以3℃/min的升温速率由1000℃升温至1500℃，升温至1500℃后、在该温度下保温4小时，保温结束后随炉冷却至室温，得到莫来石。7.根据权利要求1所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述氧化铝粉的粒径3为2um，体积密度为3.0g/cm；氧化铝粉中，Al2O3的含量≥95％，α-Al2O3的含量≥90％，Fe2O3的质量百分含量≤0.2％，Na2O的含量≤0.4％；3所述硅微粉的粒径为180目，体积密度2.56g/cm；硅微粉中SiO2的含量≥95.5％，Na2O的含量≤0.005％，K2O的含量≤0.01％，Fe2O3的质量百分含量≤0.12％。8.根据权利要求1所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述蒙脱石粒度为2～4mm，密度2.1～2.5g/cm3；所述绢云母粒度为1250目；绢云母中SiO2的质量百分含量为45～66％，Al2O3的含量14～17％，Fe2O3的质量百分含量1～2％，K2O的质量百分含量3～5％，H2O的含量4～6％，S、P的质量百分含量＜0.025％。9.根据权利要求1所述的高炉