專利名稱：一種垃圾焚燒爐用碳化硅磚及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于垃圾焚燒爐的碳化硅磚。
背景技術：
目前，世界各國為實現“綜合的垃圾經濟”所做的努力越來越多，這一概念的主要內容是避免產生垃圾和重新利用垃圾。西方一些國家對垃圾處理所做的努力取得了顯著成績，研究開發了各種處理垃圾的方法生物處理，熱處理以及生物處理和熱處理相結合等。比較研究各種垃圾處理的方法后表明，目前還沒有哪一種技術能夠代替焚燒法，該法具有減容量大、處理及時、無害化程度高且可以回收熱能等一系列優點而倍受關注，已成為發達國家處理垃圾的主要方式。為適應環保產業的日益發展，滿足焚燒爐的需要，世界各國開發使用了各種優質耐火材料，并取得了顯著的使用效果，因而繼續開發性能優異的耐火材料已成為當務之舉。而隨著焚燒爐向著大型化、資源化、自動化發展，對耐火材料的使用也提出了越來越嚴格的要求。在垃圾焚燒爐燃燒室內，廢棄物與爐襯在高溫下直接接觸，一方面爐渣會附著在爐襯上，另一方面雜質也會侵入爐襯，同時廢棄物的投入必然引起溫度的變化，所以要求耐火材料具有耐磨、耐堿耐蝕、防結皮、高抗氧化性、優異的熱震穩定性，傳統的粘土磚、高鋁磚已經不滿足使用要求，澆注料或可塑料由于是不定形材料，存在不易施工等特點也很少被采用，碳化硅磚就成為了理想的選擇。粘土結合的碳化硅磚結合相以結合粘土為主，這類制品出現于20世紀40 50年代，碳化硅含量一般為50 90%。由于結合劑的原料種類和含量對制品的性能有很大的影響，物相分析表明，粘土結合SiC材料的結合相由石英、莫來石和硅鋁酸鹽玻璃相組成，由于存在大量的玻璃相，材料的熱震穩定性較差，其它的高溫性能，如耐磨、強度都不太理想，無法滿足使用要求，后期發展的莫來石結合碳化硅磚雖然在性能上有所改進，但是不太明顯。而氮化硅結合碳化硅磚、自結合碳化硅磚、塞隆結合碳化硅磚雖然在性能在能夠滿足，但是工藝復雜，成本偏高，無法被市場接受。
發明內容
從以上分析可以看出，不同的結合方式對碳化硅磚的性能有很大的影響，尤其是熱震性能和抗氧化性能。本專利綜合其它結合方式的優缺點，發明了一種新型的碳化硅磚其為氧化硅結合的碳化硅磚，磚中的SiC含量> SOwt % ；由主料、結合劑和抗氧化劑經過混煉、成型、煅燒而成；主料為碳化硅粉，其含量為80 98wt% ；結合劑為定形或不定形SW2微粉或細粉或溶液或熔融石英，其含量為2 20% ；抗氧化劑為金屬硅粉或金屬鋁粉或二者的混合物，其含量為0 5%。碳化硅粉中SiC的含量優選大于90wt%，其粒徑組成優選為1 3mm、< 1mm、200目等。結合劑為純度較高的定形或不定形的SiA微粉或細粉或溶液或熔融石英。細粉或微粉中二氧化硅含量超過92wt%，可以選擇硅石、石英粉、硅微粉中的一種或幾種復合使用。溶液優選硅溶膠，其SW2含量優選15 50wt%，密度優選1. 0 1. 2g/cm3。抗氧化劑的粒度優選為0. 088 0. 044mm。本申請還涉及該碳化硅磚的制備方法，按以上重量百分比混合好原料，經混煉后高壓成型，在高溫窯爐內經1300 1500°C燒結。氧化硅結合碳化硅材料是以碳化硅為主晶相、以氧化硅為結合相的復相材料。在SiC中加入一定量的二氧化硅(硅石或熔融石英)，在沒有其它礦物添加劑時，借助燒成時SiC顆粒表面氧化生成的新相二氧化硅，將SiC顆粒結合起來。 硅微粉主要成分是SiO2，粒子超細，表面積大，活性高，能促進SiC窯具燒成過程的固相反應和燒結，增加產品的強度；同時，由于硅微粉是無定形體結構，膨脹系數很小，可以快速燒成，縮短燒成時間，與其它氧化物結合劑相比可節約能耗，降低生產成本。硅溶膠有許多優良的性能，如大比表面、高吸附性、搞分散度、高耐火絕熱性等，有以下特點1)硅溶膠是低粘度的膠體溶液，分散性好，可充分浸入充填到固體物質中，特別是多孔性物質中，并使其表面平滑；幻硅溶膠具有良好的粘接性，通過干燥或燒結，可形成堅固的膜，不僅成膜溫度較低，而且一旦成膜就不會再溶解在水中和變質；；3)硅溶膠具有優良的反應性，以硅溶膠代替二氧化硅作原料進行反應，可提高反應速劇。因此，通過選用前述配比的原料，經高壓成型，在窯爐內經1300 1500°C高溫煅燒，所得到的碳化硅磚其具有優異的抗酸、堿侵蝕能力，高溫耐磨性能、優異的熱震穩定性，良好的抗氧化性能，滿足環保長壽的使用要求。
具體實施例方式根據本申請的實施例1-4的原料成份和配比如表1所示，其中的含量均為重量百分比。實施例1-4中，碳化硅粉中的SiC含量為97. 5wt %，硅微粉中SW2含量為92wt %，石英粉中SiO2含量為98. 5wt%，熔融石英中SiO2含量為99. 6wt%，硅溶膠中SW2含量為
、體積密度為1. 15g/cm3。根據表1所示的配比將各原料混合，經過輪碾機混煉，再經由高壓成型，在干燥窯中干燥M小時，然后經高溫窯爐在1420°C燒成，得到氧化硅結合的碳化硅磚，其主要物理性能指標如表2所示。表1實施方式
權利要求
1.一種垃圾焚燒爐用碳化硅磚，其特征在于該碳化硅磚為氧化硅結合的碳化硅磚，磚中的SiC含量> 80wt%;該磚由主料、結合劑和抗氧化劑經過混煉、成型、煅燒而成；主料為碳化硅粉，含量為80 98wt% ；結合劑為定形或不定形SiO2微粉或細粉或溶液，含量為2 20wt% ；抗氧化劑為金屬硅粉或金屬鋁粉或二者的混合物，含量為0 5wt%。
2.根據權利要求1所述的碳化硅磚，其特征在于主料碳化硅粉中SiC的含量大于90wt%，其粒徑組成為1 3讓、< 1mm、200目。
3.根據權利要求1-2所述的碳化硅磚，其特征在于結合劑為定形或不定形的S^2微粉或細粉，其SW2含量大于92wt%。
4.根據權利要求1-3所述的碳化硅磚，其特征在于結合劑為硅石、石英粉、硅微粉的一種或幾種。
5.根據權利要求1-4所述的碳化硅磚，其特征在于結合劑為硅溶膠，其S^2含量為15 50wt%，密度為 1. 0 1. 2g/cm3。
6.根據權利要求1-5所述的碳化硅磚，其特征在于結合劑為熔融石英。
7.根據權利要求1-6所述的碳化硅磚，其特征在于抗氧化劑的粒度為0.088 0.044mm。
8.權利要求1-7所述的碳化硅磚的制備方法，其特征在于按以上重量百分比混合好的原料，經混煉后高壓成型，在高溫窯爐內經1300 1500°C燒結。
全文摘要
本發明涉及一種用于垃圾焚燒爐燃燒室的碳化硅磚及其制備方法，其為氧化硅結合的碳化硅磚，磚中的SiC含量≥80wt％；由主料、結合劑和抗氧化劑經過混煉、成型、煅燒而成；主料為碳化硅粉，含量為80～98wt％；結合劑為定形或不定形SiO2微粉或細粉或溶液，含量為2～20wt％；抗氧化劑為金屬硅粉或金屬鋁粉或二者的混合物，含量為0～5wt％。按照上述配比將原料混合，經高壓成型，在窯爐內經1300～1500℃高溫煅燒而成，所得到的氧化硅結合的碳化硅磚具有優異的抗酸堿侵蝕能力、高溫耐磨性能、優異的熱震穩定性、良好的抗氧化性能，滿足環保長壽的使用要求。
文檔編號C04B35/66GK102391007SQ20111023557
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月17日 優先權日2011年8月17日
發明者馮運生, 呂雪艷, 周偉, 周新功, 夏文斌, 孫艷粉, 張德義, 李平, 王林俊, 王治峰, 韓忠毅, 馬飛, 高長賀 申請人:鞏義通達中原耐火技術有限公司, 通達耐火技術股份有限公司