[发明专利]一种高导热致密硅砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高导热致密硅砖及其制备方法，所述硅砖可选自包括以质量分数计的如下组分：50％～60％的结晶硅砂、5％～15％的熟硅砂、5％～15％的高纯石英玻璃、15％～25％的结晶硅石粉、3％～6％的硅微粉、2％～5％的硅基质、外加0％～0.5％的促烧结剂、3.2％～4％的矿化剂、0.5％～1％的粘结剂、1％～2％的塑化剂。通过上述材料的混合作用及烧结过程的控制，制备出气孔率低、体密大、导热率高的硅砖制品，大大提高硅砖的使用寿命，且提高焦炉和热风炉的工作效率，并有助于节能环保。

技术领域

本发明涉及硅砖制备技术领域，尤其涉及一种高导热致密硅砖及其制备方法。

背景技术

硅砖因其优良的性价比，常常作为焦炉、热风炉用的主要材料，常规的考量硅砖的参数有气孔率、体密、耐压强度、荷重、蠕变率及热膨胀。实际上硅砖的使用寿命或者使用性能主要取决于其致密程度和矿相组成，而硅质材料在石英充分转化的情况下，其导热率和强度也很重要，导热率越高，传热效率越高，可以有效降低焦炉的焦化时间，同时也可以缩短热风炉的送风时间，因此高导热材料是焦炉和热风炉节能的关键所在。对硅砖而言，材料气孔率越低、材料越致密、强度越高、导热率越大，其使用寿命和节能效果都会提高；同时矿相组成中鳞石英含量越高，材料的体积稳定性越好，使用寿命越长、导热率越大、节能效果越好。气孔率与材料的堆积密度关系密切，矿化剂和烧结密切相关，烧结同时影响气孔率和矿相组成。在生产过程中通常在硅砖中添加矿化剂，矿化剂促进烧结中液相的产生从而促进石英的转化，但硅砖中的石英相在多个温度段都有晶型转变，并伴随不同程度的体积膨胀，因此矿化剂的选用和硅砖的烧结过程都非常重要。目前市场上常见的焦炉和热风炉用硅砖气孔率为22～24％，体密为1.75～1.85g/cm³，对导热率没有明确的要求，其使用寿命一般。因此本申请提供一种气孔率低、体密大、导热率高的硅砖制品，显著提高硅砖的使用寿命，且提高焦炉和热风炉的工作效率，并有助于节能环保。

发明内容

为解决现有技术的不足，提高焦炉和热风炉用硅砖的导热率和致密性，本发明提出一种高导热致密硅砖及其制备方法。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：

一种高导热致密硅砖，其特征在于，可选自包括以质量分数计的如下组分：50％～60％的结晶硅砂、5％～15％的熟硅砂、5％～15％的高纯石英玻璃、15％～25％的结晶硅石粉、3％～6％的硅微粉、2％～5％的硅基质、外加0％～0.5％的促烧结剂、3.2％～4％的矿化剂、0.5％～1％的粘结剂、1％～2％的塑化剂。

进一步地，所述硅基质包括金属硅、碳化硅或氮化硅且所述金属硅、碳化硅或氮化硅的质量纯度不低于98％。

进一步地，所述3.2％～4％的矿化剂包括2％～4％的固废粉、1％～2％的氯化钙和0.2％～0.6％的铁鳞粉。

进一步地，所述固废粉粒度小于等于0.038mm，所述铁鳞粉粒度小于等于0.088mm且Fe₃O₄含量不低于90％。

进一步地，所述固废粉包括以质量分数计的如下组分：0％～3％的SO₃、30％～35％的CaF₂、60％～65％的CaO、0.4％～0.6％的R₂O、0％～1％的MgO、0.2％～0.4％的Al₂O₃、0.15％～0.3％的Fe₂O₃。

进一步地，所述促烧结剂包括硼酸，所述硼酸的粒度小于等于0.09mm。

进一步地，所述粘结剂包括膨润土，所述膨润土的粒度小于等于0.045mm。

进一步地，所述塑化剂包括木质素。