一種鋁電解槽用碳化矽製品及其製備方法
2023-07-01 06:08:01 3
一種鋁電解槽用碳化矽製品及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋁電解槽用碳化矽製品及其製備方法，將質量份數為10～25份200目～320目的碳化矽細粉、1～5份的金屬矽粉、2～5份的含碳細粉、0.3～3份的矽鐵細粉在球磨機中預混；然後加入10～30份的粒徑為2.5～1.43mm碳化矽骨料、20～55份粒徑為1.43～0.5mm碳化矽骨料、5～10份粒徑為0.5～0mm碳化矽骨料在輪碾機中混合；最後加入適量水和3～4份的黃糊精或樹脂製成泥料，用摩擦壓力機製成坯體，坯體經烘乾放入裝有石墨的匣缽中埋燒，燒成溫度為1420℃～1550℃，保溫5～10小時即製得。本發明的碳化矽製品，降低了燒結溫度，實現高強耐侵蝕，成本低，有利於該產品的市場推廣。
【專利說明】—種鋁電解槽用碳化矽製品及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鋁電解槽用碳化矽製品及其製備方法，屬於耐火材料製備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]高溫耐火材料是高溫爐體內使用的具有耐高溫功能的結構材料，幾乎所有的高溫容器和設備內部都需要配套耐火材料，來實現高溫的技術工藝條件和保護爐體鋼結構長期穩定的工作。在鋁電解行業，鋁電解槽目前所使用的耐火材料是碳化矽製品，按結合相可分為氮化矽結合碳化矽；反應燒結碳化矽自結合碳化矽；矽酸鹽結合碳化矽等。
[0003]氮 化矽結合碳化矽不能滿足500KA以上鋁電解槽的高導熱指標，反應燒結碳化矽雖能滿足高導熱要求，但由於內部含有大量高活性的金屬矽(Si >5%)，不耐侵蝕，限制了它在鋁電解槽的使用；自結合碳化矽由於成本太高，雖有高導熱性、耐侵蝕的優勢，市場推廣也較困難，現只用在一些高端市場，批量很小；矽酸鹽結合碳化矽則不能滿足高導熱性、耐侵蝕兩方面的要求。
【發明內容】
[0004]為了克服上述缺陷，本發明提供一種鋁電解槽用碳化矽製品，該製品成本低、可實現高強耐腐蝕、高導熱的性能，並提供該碳化矽製品的製備方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案是:
一種鋁電解槽用碳化矽製品，由骨料、粉料、外加劑和粘合劑組成；
所述的骨料包括粒徑為2.5~1.43mm碳化矽骨料、粒徑為1.43~0.5mm碳化矽骨料、粒徑為0.5~Omm碳化娃骨料；
所述的粉料為200目~320目的碳化矽細粉；
所述的外加劑包括金屬娃粉、含碳細粉和娃鐵合金粉；
所述的粘合劑為黃糊精或樹脂；
以骨料、粉料、外加劑和粘合劑質量之和計，
粒徑為2.5~1.43mm碳化矽骨料的質量份數為10~30份、粒徑為1.43~0.5mm碳化矽骨料的質量份數為20~55份、粒徑為0.5~Omm碳化矽骨料的質量份數為5~10份；200目~320目的碳化矽細粉的質量份數為10~25份；
金屬矽粉的質量份數為I~5份，含碳細粉的質量份數為2~5份，矽鐵細粉的質量份數為0.3~3份；
黃糊精或樹脂的質量份數為3~4份。
[0006]本發明並提供了製造該氮化矽製品的製備方法，其工藝方法為:
首先按照質量份數將碳化矽細粉、金屬矽粉、含碳細粉、矽鐵細粉在球磨機中預混，然後和相應質量份數的骨料在輪碾機中混合，最後加入相應質量份數的黃糊精或樹脂和適量水，製成泥料，用摩擦壓力機製成坯體，坯體經烘乾放入裝有石墨的匣缽中埋燒，燒成溫度為1420°C~1550°C，保溫5~10小時即可製得。
[0007]本發明的碳化矽製品，由於添加了過渡塑性反應相的矽鐵細粉，故在燒結時降低了燒結溫度，實現高強耐侵蝕，由於添加金屬矽粉和含碳細粉，通過反應原位合成高活性納米級碳化矽，降低了燒結溫度，提高了高導熱物質含量，成本上比氮化矽結合碳化矽稍高，但遠遠低於自結合碳化娃,有利於該產品的市場推廣。
【具體實施方式】
[0008]下面結合具體的實施例對本發明作進一步地說明。
[0009]實施例1:
選取質量份數為30的粒徑2.5~1.43mm碳化矽骨料、質量份數為20的粒徑為1.43~
0.5mm碳化矽骨料、質量份數為10的粒徑為0.5~Omm碳化矽骨料；質量份數為10的200目~320目碳化矽細粉；質量份數為5的金屬矽粉，質量份數為2的含碳細粉，質量份數為
0.3的矽鐵細粉；質量份數為3的黃糊精；將碳化矽細粉、金屬矽粉、含碳細粉、矽鐵細粉在球磨機中預混，然後和相應質量份數的碳化矽骨料在輪碾機中混合，最後加入相應黃糊精和適量水，製成泥料，用摩擦壓力機製成坯體，坯體經烘乾放入裝有石墨的匣缽中埋燒，燒成溫度為1420°C，保溫5小時即製得。
[0010]實施例2:
選取質量份數為10的粒徑2.5~1.43mm碳化矽骨料、質量份數為55的粒徑為1.43~
0.5mm碳化矽骨料、質量份數為5的粒徑為0.5~Omm碳化矽骨料；質量份數為25的200目~320目碳化矽細粉； 質量份數為I的金屬矽粉，質量份數為5的含碳細粉，質量份數為3的矽鐵細粉；質量份數為4的黃糊精；將碳化矽細粉、金屬矽粉、含碳細粉、矽鐵細粉在球磨機中預混，然後和相應質量份數的碳化矽骨料在輪碾機中混合，最後加入相應黃糊精和適量水，製成泥料，用摩擦壓力機製成坯體，坯體經烘乾放入裝有石墨的匣缽中埋燒，燒成溫度為1550°C，保溫10小時即製得。
[0011]實施例3:
選取質量份數為20的粒徑2.5~1.43mm碳化矽骨料、質量份數為30的粒徑為1.43~
0.5mm碳化矽骨料、質量份數為7的粒徑為0.5~Omm碳化矽骨料；質量份數為15的200目~320目碳化矽細粉；質量份數為3的金屬矽粉，質量份數為3的含碳細粉，質量份數為2的矽鐵細粉；質量份數為3的樹脂；將碳化矽細粉、金屬矽粉、含碳細粉、矽鐵細粉在球磨機中預混，然後和相應質量份數的碳化矽骨料在輪碾機中混合，最後加入相應樹脂和適量水，製成泥料，用摩擦壓力機製成坯體，坯體經烘乾放入裝有石墨的匣缽中埋燒，燒成溫度為1480°C，保溫8小時即製得。
[0012]實施例4:
選取質量份數為25的粒徑2.5~1.43mm碳化矽骨料、質量份數為40的粒徑為1.43~
0.5mm碳化矽骨料、質量份數為10的粒徑為0.5~Omm碳化矽骨料；質量份數為10的200目~320目碳化矽細粉；質量份數為4的金屬矽粉，質量份數為4的含碳細粉，質量份數為I的矽鐵細粉；質量份數為4的樹脂；將碳化矽細粉、金屬矽粉、含碳細粉、矽鐵細粉在球磨機中預混，然後和相應質量份數的碳化矽骨料在輪碾機中混合，最後加入相應樹脂和適量水，製成泥料，用摩擦壓力機製成坯體，坯體經烘乾放入裝有石墨的匣缽中埋燒，燒成溫度為1520°C，保溫7小時即製得。
[0013]本發明的技術方案不限於上述具體實施例的限制，凡是根據本發明的技術方案做出的技術變形，均落入本 發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種鋁電解槽用碳化矽製品，由骨料、粉料、外加劑和粘合劑組成，其特徵在於: 所述的骨料包括粒徑為2.5~1.43mm碳化矽骨料、粒徑為1.43~0.5mm碳化矽骨料、粒徑為0.5~Omm碳化娃骨料； 所述的粉料為200目~320目的碳化矽細粉； 所述的外加劑包括金屬娃粉、含碳細粉和娃鐵合金粉； 所述的粘合劑為黃糊精或樹脂； 以骨料、粉料、外加劑和粘合劑質量之和計， 粒徑為2.5~1.43mm碳化矽骨料的質量份數為10~30份、粒徑為1.43~0.5mm碳化矽骨料的質量份數為20~55份、粒徑為0.5~Omm碳化矽骨料的質量份數為5~10份；200目~320目的碳化矽細粉的質量份數為10~25份； 金屬矽粉的質量份數為I~5份，含碳細粉的質量份數為2~5份，矽鐵細粉的質量份數為0.3~3份； 黃糊精或樹脂的質量份數為3~4份。
2.一種製備權利要求1所述鋁電解槽用碳化矽製品的製備方法，其特徵在於:首先按照權利要求1所述的質量份數將碳化矽細粉、金屬矽粉、含碳細粉、矽鐵細粉在球磨機中預混，然後和相應質量份數的骨料在輪碾機中混合，最後加入相應質量份數的黃糊精或樹脂和適量水，製成泥料，用摩擦壓力機製成坯體，坯體經烘乾放入裝有石墨的匣缽中埋燒，燒成溫度為1420°C~1550°C，保溫5~10小時後製得。
【文檔編號】C04B35/567GK103739290SQ201310697959
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】趙先前 申請人:焦作市金星耐火材料有限公司