[发明专利]一种高炉冷却壁高强复合材料、制备方法及其在保护冷却壁中的应用

权利要求书

1.一种高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，该复合材料由组份A与组份B制备而成，所述组份A的质量百分比为55～65％，所述组份B的质量百分比为35～45％；

所述的组份A为复合纤维材料；所述的组份B由以下重量份的原料配制而成：氮化铝微粉30％～40％、高纯碳化硅6％～8％、莫来石9％～11％、氧化铝粉20％～30％、硅微粉9％～11％、蒙脱石10％～15％、绢云母2.5％～5％、结合剂＜5％和减水剂＜2.5％。

2.根据权利要求1所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述的组份B由以下重量份的原料配制而成：氮化铝微粉30％～40％、高纯碳化硅6％～8％、莫来石9％～11％、氧化铝粉20％～30％、硅微粉9％～11％、蒙脱石10％～15％、绢云母2.5％～5％、结合剂3～5％和减水剂0.5～2.5％。

3.根据权利要求1或2所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述的复合纤维材料为碳复合纤维材料；所述碳复合纤维材料的抗拉强度为3200Mpa，抗拉弹性模量为33000～40000Mpa。

4.根据权利要求1或2所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述氮化铝微粉的粒径为2um，比表面积为42m²/g，体积密度0.15g/cm³；氮化铝微粉中AlN的质量百分含量＞99.9％。

5.根据权利要求1或2所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述的高纯碳化硅粒径为0～3mm；其中，SiC含量≥98.5％，固定碳C含量≤0.02％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.6％；

所述莫来石的粒径为0～10mm，体积密度为2.5～2.7g/cm³；莫来石中Al₂O₃的质量百分含量为41～47％，SiO₂的质量百分含量为50～54％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.7％，TiO₂的质量百分含量≤0.5％。

6.根据权利要求5所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述的莫来石选自高岭石，经过以下方法制备得到：

将选取的高岭石生料采用球磨机进行粉碎；

将粉碎后放入回转窑或隧道窑中进行煅烧：窑温度由室温升温至600℃时的升温速率为5℃/min；然后以2℃/min的升温速率由600升温至1000℃，再以3℃/min的升温速率由1000℃升温至1500℃，升温至1500℃后、在该温度下保温4小时，保温结束后随炉冷却至室温，得到莫来石。

7.根据权利要求1所述的高炉冷却壁高强复合材料，其特征在于，所述氧化铝粉的粒径为2um，体积密度为3.0g/cm³；氧化铝粉中，Al₂O₃的含量≥95％，α-Al₂O₃的含量≥90％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.2％，Na₂O的含量≤0.4％；

所述硅微粉的粒径为180目，体积密度2.56g/cm³；硅微粉中SiO₂的含量≥95.5％，Na₂O的含量≤0.005％，K₂O的含量≤0.01％，Fe₂O₃的质量百分含量≤0.12％。