專利名稱：一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚的制作方法
技術領域：
本發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強度莫來石氮化招質預制磚。
背景技術：
目前，耐火材料在材質上主要以氧化物材料和碳復合材料為主。以氧化物為主的耐火材料通常脆性較大，難以同時滿足高強度和良好熱震穩定性的要求；碳復合耐火材料引入石墨等炭質組分，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、熱導率高等缺點。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域的一個新的研究熱點。眾多研究表明，氧化物非氧化物復合材料具有較高的高溫強度和抗氧化性能，優良的抗熱震性、抗侵蝕性能，可望成為高溫工業關鍵部位使用的新一代優質高性能耐火材料。莫來石氮化鋁質預制磚是一種工業窯爐所用的耐火材料，生產上藝既可采用定形制品的機壓成形思路，也可采用澆注料的辦法預制成形。澆注成形的莫來石氮化鋁質預制磚是經澆注預制成型之后再高溫燒成而得的高性能耐火制品。普通莫來石質預制磚產品的綜合性能不夠高，例如高溫強度低、脆性大，難以滿足使用要求，應用領域有限；目前普通的莫來石質預制磚產品多為低、中檔次的氧化物基澆注料預制塊，開發性能優異的預制磚，并對產品質量實現可控，是一種有效 保證產品性能的途徑，也是耐火材料行業目前急需解決的問題。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚，該預制磚的高溫抗折強度和高溫體積穩定性均優于普通莫來石質預制磚。為了解決上述問題，本發明采用的技術方案為一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚，以重量百分比計，一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚，其特征在于，以重量百分比計，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%，金屬硅粉中的單質硅彡99. 6%，金屬鋁粉中的單質鋁彡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預制磚的制備方法，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，振動棒振動成型，成型后得到預制件；
三、將預制磚在模中于室溫20°C下養護I天，脫模，脫模后再于室溫20°C下自然養護I天，然后將預制件放入烘干窯中烘烤，烘烤溫度180 200°C，烘烤時間10 20小時；
四、將烘烤后的預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，之后停窯，冷卻至室溫，即獲得氮化燒成的莫來石高鋁質預制磚產品。本發明具有的積極有益的技術效果
本發明產品在原有莫來石質預制磚的基礎上引入氮化鋁、金屬硅粉、金屬鋁粉，并在氮氣氣氛下燒成，弓I入體系中的S1、Al可發生原位反應，生成Sialon、AlN等增強相。由于該反應存在氣相傳質機理，所生成的原位非氧化物增強相多呈纖維狀，且在制品基質及氣孔里可趨向彌散分布，均勻性好。這種原位增強相可大幅提高莫來石質預制件材料的熱態抗折強度。本發明產品解決了普通莫來石質預制磚熱態強度不高，使用中容易發生整體爐頂垮塌的疑難問題。本發明產品具有較高的高溫抗折強度，詳見表I。表I本發明產品的性能簡測數據:_
權利要求
1.一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚，其特征在于，以重量百分比計，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.根據權利要求1所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚，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%,金屬娃粉中的單質娃> 99. 6%,金屬鋁粉中的單質鋁> 99. 6%，鋁酸鹽水泥中的鋁含量> 68%，硅微粉中的二氧化硅> 94%。
3.根據權利要求1所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚，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.根據權利要求3所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚，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的重量比構成的混合物。
5.根據權利要求1所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚，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.根據權利要求1所述的一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚的制備方法，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，振動棒振動成型，成型后得到預制件； 三、將預制磚在模中于室溫20°C下養護I天，脫模，脫模后再于室溫20°C下自然養護I天，然后將預制件放入烘干窯中烘烤，烘烤溫度180 200°C，烘烤時間10 20小時； 四、將烘烤后的預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，之后停窯，冷卻至室溫，即獲得氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚產品。
全文摘要
本發明涉及一種氮化燒成的莫來石氮化鋁質預制磚。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，采用攪拌機將各種原料和分散劑干混至均勻，物料混勻后加入水攪拌至均勻，注入模具中成型為預制件，將脫模并自然養護后的預制件在烘烤窯中進行烘烤，最后放入高溫氮化窯內氮氣氣氛下于1400℃~1500℃的高溫下燒成，燒成冷卻至室溫即可。與傳統產品相比，本發明產品熱態強度得到顯著提高，產品整體性能更好。
文檔編號C04B35/185GK103044037SQ20121023238
公開日2013年4月17日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者山國強 申請人:山國強