一种高炉炉缸氮复合浇注料及其制备方法.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CN109400189A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201811449053.6(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.C04B35/66(2006.01)权利要求书2页说明书7页(54)发明名称一种高炉炉缸氮复合浇注料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高炉炉缸氮复合浇注料及其制备方法，该高炉炉缸氮复合浇注料主要由氮化硅复合材料SiC-Si3N4-C、氮化铝、氮化钛、Al2O3、碳化硼、广西白泥以及结合剂制备而成，所述的氮化硅复合材料主要由α-Si3N4、β-Si3N4、SiC、C和Y2O3制备而成。该氮复合浇注料结合力强、强度高，能够有效抵抗热冷冲击、抗震性能好，抗侵蚀性优良；该氮复合浇注料具有良好的导热系数，使炉缸热阻减小，当高炉炼铁过程达到1350℃的等温线，可以减小炉缸所承受的热应力，可以保障炉缸处于安全状态。能够从根本上保证炉缸的安全长寿运行。CN109400189ACN109400189A权利要求书1/2页1.一种氮化硅复合材料，其特征在于，所述的氮化硅复合材料由以下重量份的原料制备而成：α-Si3N423％～30％、β-Si3N431％～35％、SiC12％～17％、C6％～19％和Y2O36％～12％。2.根据权利要求1所述的氮化硅复合材料，其特征在于，该氮化硅复合材料还包括催化剂，所述催化剂占原料总质量的5.2％～5.6％；优选的，所述的催化剂为铁粉；优选的，所述SiC的粒径为180目；所述C为天然石墨或鳞片石墨。3.一种权利要求1或2所述氮化硅复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)按照要求及用量准备原料α-Si3N4、β-Si3N4、SiC、C和Y2O3以及催化剂铁粉；(2)将步骤(1)准备的原料混合均匀，置于氮化炉中、在1150～1200℃条件下进行预氮化，待混合料的强度达到80～100MPa时，置于模压机中进行机械加工，使其密度达到3.44g/cm3，莫氏硬度为9；(3)将步骤(2)所述机械加工后的物料置于氮化炉中在1350～1450℃条件下氮化18～36小时，氮化完成后得到氮化硅复合材料SiC-Si3N4-C。4.一种高炉炉缸氮复合浇注料，其特征在于，该浇注料由以下质量百分比的原料制备而成：权利要求1的氮化硅复合材料SiC-Si3N4-C为55％～65％、氮化铝为12％～17％、氮化钛为2.2％、Al2O3为8％～13％、碳化硼为5％～8％、广西白泥为7％～11％、结合剂＜3％。5.根据权利要求4所述的高炉炉缸氮复合浇注料，其特征在于，所述氮化硅复合材料的粒径为0～5mm，体积密度为3.44g/cm3，莫氏硬度为9，热导率为16.7W/(m·k)。6.根据权利要求4所述的高炉炉缸氮复合浇注料，其特征在于，所述氮化铝中AlN的含量≥99.5％，氮化铝热膨胀系数为3.5×10-6K-1、体积密度为3.26g/cm3。7.根据权利要求4所述的高炉炉缸氮复合浇注料，其特征在于，所述氮化钛粒度为20nm，TiN的纯度为99.9％，比表面积为66.284m2/g，密度为5.43g/cm3；所述Al2O3的粒径为325目；氧化铝粉中Al2O3的含量≥98％，其中α-Al2O3的含量≥90％，3Fe2O3的质量百分含量≤1.2％，Na2O与K2O的含量≤0.5％，体积密度为2.88g/cm。8.根据权利要求4所述的高炉炉缸氮复合浇注料，其特征在于，所述碳化硼的粒径为230目；所述的碳化硼粒度密度≥2.46g/cm3，显微硬度≥3500kgf/mm2，抗弯强度≥400Mpa，熔点为2450℃；所述的结合剂为硅凝胶颗粒的粒径为5～10mm；优选的，所述结合剂占氮复合浇注料的质量百分比为1.5％～3％。9.根据权利要求4所述的高炉炉缸氮复合浇注料，其特征在于，所述广西白泥主要化学成分为SiO245.3～51.6％、K2O+Na2O<1.5％、Al2O3≥33％、Fe2O3<1.5％；所述广西白泥的耐火度大于1700℃，可塑性指数>28。10.根据权利要求4所述的高炉炉缸氮复合浇注料，其特征在于，所述高炉炉缸氮复合浇注料的制备方法为：取模压机压制后得到的氮化硅复合材料，破碎、过筛，得到粒径为0～5mm的颗粒；按照要求的原料、粒径及用量准备原料；将准备的原料混合搅拌15～20min，混合搅拌完成后，将混合物置于料仓中闷料，闷料2CN109400189A权利要求书2/2页完成即得到所述的高炉炉缸氮复合浇注料；优选的，闷料时，料