專利名稱：水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用的掛板，具體地說是一種水 泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板及制備方法。
技術(shù)背景目前，水泥窯預(yù)熱器內(nèi)的掛板，大多為耐熱耐磨的特種合金鋼板， 在含有大量腐蝕性粉末的高溫環(huán)境中使用，其使用壽命很短，并且由 于這種鋼板價(jià)格非常高，極大的增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，不利于企業(yè) 的長(zhǎng)期發(fā)展。雖然也出現(xiàn)了一些水泥窯預(yù)熱器用的陶瓷掛板， 一定程 度的延長(zhǎng)了掛板的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。但是，現(xiàn)有的陶瓷掛 板耐磨抗腐蝕性不夠理想，產(chǎn)品強(qiáng)度不夠，易損壞，仍然無法滿足水 泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒的使用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題存在的不足，提供一種耐磨 抗腐蝕性好、強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)的水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳 化硅掛板及制備方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是水泥 窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板，所用材料由碳化硅、碳素材料 和硅粉及外加的水、固化劑、結(jié)合劑和分散劑組成，碳化硅、碳素材料和硅粉的重量份數(shù)及加入比例是碳化硅66—83份、碳素材料5 一10份、硅粉10~24份；水、結(jié)合劑和分散劑的加入量分別占碳化 硅、碳素材料和硅粉的總重量的比例為水10~-30%、結(jié)合劑1一3%、分散劑0.1—2%;所述的碳化硅具有不同的粒度等級(jí)，其粒度分布在 60—40pm、 40""20(jm、 20—10拜、10~5拜和5—1拜中的兩個(gè)或 兩個(gè)以上粒度區(qū)間。所述的結(jié)合劑為羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉或糊精。所述的分散劑為木質(zhì)素磺酸鈉、六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉。所述碳化硅的純度大于98%。所述硅粉的純度大于98%，粒度小于44拜。所述碳素材料為炭黑、石墨和熱塑性酚醛樹脂粉中的一種或兩種 以上的混合。所述炭黑的碳含量大于99%、粒度小于500nm;所述石墨的碳含 量大于98%、粒度小于能拜；所述熱塑性酚醛樹脂粉的粒度小于 88pm。碳素材料選用熱塑性酚醛樹脂粉時(shí)，外加烏洛托品，加入量是碳 化硅、熱塑性酚醛樹脂粉和硅粉總重量的1一2%。本發(fā)明，水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板的制備方法為步驟一、取上述技術(shù)方案所述的碳化硅66—83份、碳素材料5 一10份、硅粉10~24份放入球磨機(jī)，再加入碳化硅、碳素材料和硅 粉總重量10~30°/。的水、1一2%的固化劑、1一3%的結(jié)合劑和0.1— 2%的分散劑，開球磨機(jī)濕磨2—10小時(shí)，將原料制成泥漿；步驟二、將制成的泥漿放入儲(chǔ)存罐，進(jìn)行超聲波和真空處理，除 去氣泡；步驟三、將處理好的泥漿緩慢注入事先組裝好的模具內(nèi)，待凝固成型后脫模；步驟四、將脫出的素坯放入干燥器烘干，烘干溫度10(TC，時(shí)間 大于20小時(shí)；步驟五、將干燥好的素坯放入感應(yīng)爐或電阻爐內(nèi)，封閉爐門，抽 真空，注入氬氣，壓力保持0.1~0.21個(gè)大氣壓，加溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫 度大于155(TC,時(shí)間為4一5小時(shí)，燒結(jié)后出爐，制成水泥窯預(yù)熱器 內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板。本發(fā)明的有益效果是1、 選取的原料組成合理，產(chǎn)品成本低，易于推廣使用；2、 所用碳化硅具有多種不同粒度區(qū)間，堆積密度大，產(chǎn)品強(qiáng)度 高、耐磨性能好，使用壽命長(zhǎng)；3、 制造方法簡(jiǎn)單易行，有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)制造。
具體實(shí)施方式
水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板，由碳化硅、碳素材料 和硅粉及外加的水、固化劑、結(jié)合劑和分散劑組成，碳化硅、碳素材 料和硅粉的重量份數(shù)及加入比例是碳化硅66—83份、碳素材料5 一10份、硅粉10~24份；水、結(jié)合劑和分散劑的加入量分別占碳化 硅、碳素材料和硅粉的總重量的比例為水10~30%、結(jié)合劑1一3%、 分散劑0.1^2%;所述碳化硅的粒度具有不同的分布區(qū)間，其分布區(qū) 間為60^40拜、40~~20pm、 20—10拜、10—5pm和5—lnm中的兩 個(gè)或兩個(gè)以上。所述的結(jié)合劑為羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉或糊精。 所述的分散劑為木質(zhì)素磺酸鈉、六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉。所述碳化硅的純度大于98%。 所述硅粉的純度大于98%，粒度小于44Mm。 所述碳素材料為炭黑、石墨和熱塑性酚醛樹脂粉中的一種或兩種 以上的混合。所述炭黑的碳含量大于99%、粒度小于500nm;所述石墨的碳含 量大于98%、粒度小于88pm;所述熱塑性酚醛樹脂粉的粒度小于碳素材料選用熱塑性酚醛樹脂粉時(shí)，需要外加烏洛托品作為固化 劑，加入量是碳化硅、熱塑性酚醛樹脂粉和硅粉總重量的1~~2%。 本發(fā)明，水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板的制造方法為步驟一、取上述技術(shù)方案所述的碳化硅66—83份、碳素材料5 —10份、硅粉10—24份放入球磨機(jī)，再加入碳化硅、碳素材料和硅 粉總重量10~30%的水、1一2%的固化劑、1一3%的結(jié)合劑和O.l— 2%的分散劑，開球磨機(jī)濕磨2—10小時(shí)，將原料制成泥漿；步驟二、將制成的泥漿放入儲(chǔ)存罐，進(jìn)行超聲波和真空處理，除 去氣泡；步驟三、將處理好的泥漿緩慢注入事先組裝好的模具內(nèi)，待凝固 成型后脫模；步驟四、將脫出的素坯放入干燥器烘干，烘干溫度10(TC，時(shí)間大于20小時(shí)；步驟五、將干燥好的素坯放入感應(yīng)爐或電阻爐內(nèi)，封閉爐門，抽真空，注入氬氣，壓力保持0.1—0.21個(gè)大氣壓，加溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度大于 1550°C，時(shí)間為4一5小時(shí)，燒結(jié)后出爐，制成水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用 反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板。實(shí)施例1取純度大于98%的碳化硅66份、碳含量大于99%且粒度100nm 的炭黑10份、純度大于98%且粒度44pm的硅粉24份，其中粒度60 一40拜的碳化硅20份、粒度40~20拜的碳化硅20份、粒度20~ l(Him的10份、粒度10~5pm的16份；將原料放入球磨機(jī)，再加入 碳化硅、炭黑和硅粉總重量12%的水、2%的結(jié)合劑和0.1~"2%的分 散劑；開球磨機(jī)濕磨3小時(shí)，將原料制成泥漿，將制成的泥漿放入儲(chǔ) 存罐，進(jìn)行超聲波和真空處理，除去氣泡，將處理好的泥漿緩慢注入 事先組裝好的模具內(nèi)，待凝固成型后脫模，脫出的素坯放入干燥器烘 干，烘干溫度100°C，時(shí)間大于20小時(shí)；將干燥好的素坯放入感應(yīng) 爐或電阻爐內(nèi)，封閉爐門，抽真空，注入氬氣，壓力保持0.1—~0.21 個(gè)大氣壓，加溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度大于1550°C，時(shí)間為4小時(shí)，燒結(jié) 后出爐，制成水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板。實(shí)施例2、取純度大于98%的碳化硅78份、粒度88拜的熱塑性酚醛樹脂粉10份、純度大于98%且粒度44^im的硅粉12份，其中粒度60—40pm 的碳化硅20份、粒度40—20nm的碳化硅20份、粒度20~10^111的 10份、粒度10—5拜的28份；將原料放入球磨機(jī)，再加入碳化硅、 熱塑性酚醛樹脂粉和硅粉總重量15%的水、2%的烏洛托品、1%的結(jié) 合劑和0.1—2%的分散劑；開球磨機(jī)濕磨5小時(shí)，將原料制成泥漿， 再對(duì)泥漿進(jìn)行超聲波和真空處理除去氣泡，將處理好的泥漿緩慢注入 事先組裝好的模具內(nèi)，待凝固成型后脫模，脫出的素坯放入干燥器烘 干，烘干溫度100°C，時(shí)間大于20小時(shí)；將干燥好的素坯放入感應(yīng) 爐或電阻爐內(nèi)，封閉爐門，抽真空，注入氬氣，壓力保持0.1—0.21 個(gè)大氣壓，加溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度大于1550°C，時(shí)間為4小時(shí)，燒結(jié) 后出爐，制成水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板。實(shí)施例3取純度大于98%的碳化硅66份、碳含量大于99%且粒度100nm 的炭黑10份、純度大于98%且粒度44拜的硅粉24份，其中粒度10 一5^im的碳化硅40份、粒度5—lpm的碳化硅26份；將原料放入球 磨機(jī)，再加入碳化硅、炭黑和硅粉總重量18%的水、2%的結(jié)合劑和 0.1^2%的分散劑；開球磨機(jī)濕磨4小時(shí)，將原料制成泥漿，再對(duì)泥 漿進(jìn)行超聲波和真空處理除去氣泡，將處理好的泥漿緩慢注入事先組 裝好的模具內(nèi)，待凝固成型后脫模，脫出的素坯放入干燥器烘干，烘 干溫度IO(TC，時(shí)間大于20小時(shí)；將干燥好的素坯放入感應(yīng)爐或電 阻爐內(nèi)，封閉爐門，抽真空，注入氬氣，壓力保持0.1—0.21個(gè)大氣壓，加溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度大于155(TC，時(shí)間為4小時(shí)，燒結(jié)后出爐， 制成水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板。實(shí)施例4取純度大于98%的碳化硅78份、粒度88pm的熱塑性酚醛樹脂 粉10份、純度大于98%且粒度44Mm的硅粉12份，其中粒度10—5拜 的碳化硅40份、粒度5—1拜的碳化硅38份；將原料放入球磨機(jī)， 再加入碳化硅、熱塑性酚醛樹脂粉和硅粉總重量25%的水、1%的烏 洛托品、3%的結(jié)合劑和0.1—2%的分散劑；開球磨機(jī)濕磨3小時(shí)， 將原料制成泥漿，再對(duì)泥漿進(jìn)行超聲波和真空處理除去氣泡，將處理 好的泥漿緩慢注入事先組裝好的模具內(nèi)，待凝固成型后脫模，脫出的 素坯放入干燥器烘干，烘干溫度100°C，時(shí)間大于20小時(shí)；將干燥 好的素坯放入感應(yīng)爐或電阻爐內(nèi)，封閉爐門，抽真空，注入氬氣，壓 力保持0.1~0.21個(gè)大氣壓，加溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度大于1550°C，時(shí)間 為4.5小時(shí)，燒結(jié)后出爐，制成水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅 掛板。
權(quán)利要求
1、水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板，其特征在于所用材料由碳化硅、碳素材料和硅粉及外加的水、固化劑、結(jié)合劑和分散劑組成，碳化硅、碳素材料和硅粉的重量份數(shù)及加入比例是碳化硅66-83份、碳素材料5-10份、硅粉10-24份；水、結(jié)合劑和分散劑的加入量分別占碳化硅、碳素材料和硅粉的總重量的比例為水10-30％，結(jié)合劑1-3％，分散劑0.1-2％；所述的碳化硅具有不同的粒度等級(jí)，其粒度分布在60-40μm、40-20μm、20-10μm、10-5μm和5-1μm中的兩個(gè)或兩個(gè)以上粒度區(qū)間。
2、 如權(quán)利要求1所述的水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板，其特征在于所述的結(jié)合劑為羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉或糊精。
3、 如權(quán)利要求1所述的水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板，其特征在于所述的分散劑為木質(zhì)素磺酸鈉、六偏磷酸鈉或三聚 磷酸鈉。
4、 如權(quán)利要求1所述的水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛 板，其特征在于所述碳化硅的純度大于98%。
5、 如權(quán)利要求1所述的水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板，其特征在于所述硅粉的純度大于98%，粒度小于44pm。
6、 如權(quán)利要求1所述的水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板，其特征在于所述碳素材料為炭黑、石墨和熱塑性酚醛樹脂粉中的一種或兩種以上的混合。
7、 如權(quán)利要求6所述的水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板，其特征在于所述炭黑的碳含量大于99%、粒度小于500nm;所 述石墨的碳含量大于98%、粒度小于88pm;所述熱塑性酚醛樹脂粉 的粒度小于88拜。
8、 如權(quán)利要求6所述的水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛 板，其特征在于碳素材料選用熱塑性酚醛樹脂粉時(shí)，外加烏洛托品， 加入量是碳化硅、熱塑性酚醛樹脂粉和硅粉總重量的1—2%。
9、 如權(quán)利要求1所述的水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛 板的制造方法，其特征在于步驟一、取權(quán)利要求1所述的碳化硅66—83份、碳素材料5_ 10份、硅粉10""24份放入球磨機(jī)，再加入碳化硅、碳素材料和硅粉 總重量10~30%的水、1—2%的固化劑、1—3%的結(jié)合劑和0.1—2% 的分散劑，開球磨機(jī)濕磨2—10小時(shí)，將原料制成泥漿；步驟二、將制成的泥漿放入儲(chǔ)存罐，進(jìn)行超聲波和真空處理，除 去氣泡；步驟三、將處理好的泥漿緩慢注入事先組裝好的模具內(nèi)，待凝固 成型后脫模；步驟四、將脫出的素坯放入干燥器烘干，烘干溫度10(TC，時(shí)間 大于20小時(shí)；步驟五、將干燥好的素坯放入感應(yīng)爐或電阻爐內(nèi)，封閉爐門，抽 真空，注入氬氣，壓力保持0.1~0.21個(gè)大氣壓，加溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫 度大于1550'C，時(shí)間為4—5小時(shí)，燒結(jié)后出爐，制成水泥窯預(yù)熱器 內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板。
全文摘要
水泥窯預(yù)熱器內(nèi)筒用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅掛板，所用材料由碳化硅、碳素材料和硅粉及外加的水、固化劑、結(jié)合劑和分散劑組成，碳化硅、碳素材料和硅粉的重量份數(shù)及加入比例是碳化硅66-83份、碳素材料5-10份、硅粉10-24份；水、結(jié)合劑和分散劑的加入量分別占碳化硅、碳素材料和硅粉的總重量的比例為水10-30％、結(jié)合劑1-3％、分散劑0.1-2％；所述的碳化硅具有不同的粒度等級(jí)，其粒度分布在60-40μm、40-20μm、20-10μm、10-5μm和5-1μm中的兩個(gè)或兩個(gè)以上粒度區(qū)間。本發(fā)明，選取的原料組成合理，堆積密度大，產(chǎn)品強(qiáng)度高、耐磨性能好，產(chǎn)品成本低，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101565320SQ200910065159
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者賈劍光 申請(qǐng)人:賈劍光