專(zhuān)利名稱(chēng)：一種冶金控流用新型鋁鋯碳滑板磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種鋼鐵冶煉中控流使用的新型滑板磚，該滑板磚具有良好的抗鋼水熔融性、抗氧化、抗剝落性，高溫下具有良好的機(jī)械性能，化學(xué)穩(wěn)定性高，耐侵蝕；同時(shí)熱震穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。
背景技術(shù)：
滑板材料是鋼鐵冶金過(guò)程中控流的重要功能性元件。在使用過(guò)程中，普通滑板材料會(huì)因?yàn)閮?nèi)部所受應(yīng)力不均而產(chǎn)生裂紋。鋼水澆注初期熱震的急劇變化，安裝滑板的機(jī)構(gòu)形變，滑板工作面受壓不均，滑板的安裝方式，鋼包、中間包底部的平整度不均等都是引起以上裂紋的原因。當(dāng)鋼水中的氧、氮的含量超標(biāo)會(huì)引起鋼水品質(zhì)的下降，如果滑板此時(shí)產(chǎn)生裂紋，鋼水會(huì)進(jìn)入裂紋中，引起滑板脫落、造成煉鋼或連鑄生產(chǎn)時(shí)的夾鋼、漏鋼事故。
鋼水及鋼水中的金屬夾雜物也會(huì)引起滑板磚的熔損、氧化和荒廢化，為防止以上現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們?cè)诨逯刑砑恿颂克夭牧?，但滑板中的炭素材料，在使用中?huì)與滑板磚中因氧化而脫落的成分、組織相結(jié)合，發(fā)生結(jié)合力弱、速度緩慢的化學(xué)反應(yīng)，生成物與非金屬氧化物相粘合很容易引起滑板材料的熔損。
針對(duì)以上問(wèn)題，人們進(jìn)行了多種研究開(kāi)發(fā)，一種滑板磚采用如下配比，以重量組成計(jì)燒結(jié)/電熔剛玉，80-85，粒度為50μm以下的煅燒氧化鋁，5-10，金屬Si 3-5，炭素材料4-6，金屬防氧化劑0.1-0.5。
采用以上配方的滑板磚產(chǎn)品在一定程度上解決了上述滑板應(yīng)用中存在的問(wèn)題，然而該種滑板的微觀(guān)結(jié)構(gòu)不夠致密，鋼水澆注中的板面磨損嚴(yán)重，使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決以上滑板結(jié)構(gòu)不夠致密、使用壽命短等存在的問(wèn)題而提出的一種冶金控流用新型鋁鋯碳滑板磚。在滑板磚的配方中，擴(kuò)大了超微Al2O3粉體的使用量，改善了滑板微觀(guān)結(jié)構(gòu)，從而提高了滑板的常、高溫強(qiáng)度，同時(shí)引入鋯莫來(lái)石、鋯剛玉以提高制品的抗熱剝落性，抗熱震性和抗化學(xué)熔損性。
一種冶金控流用新型鋁鋯碳滑板磚，其特征在于其組成成分如下，按其重量份配比計(jì)燒結(jié)或電熔剛玉60-125份，50μm以下的煅燒Al2O3粉10-20份，燒結(jié)或電熔鋯莫來(lái)石5-15份，燒結(jié)或電熔鋯剛玉5-20份，金屬Si 1-5份，炭素材料1-8份，防氧化劑0.5-4.0份。
下面就配方中各種材料的引入量標(biāo)準(zhǔn)做一具體說(shuō)明。
燒結(jié)或電熔剛玉用量大于所述上限值(＞125)時(shí)，因其本身的耐剝落性差，引起的滑板板面裂紋，鋼水會(huì)從裂紋中進(jìn)入破壞滑板。當(dāng)用量小于所述的下限值(＜60)時(shí)，對(duì)鋼水的侵蝕和非金屬夾雜物的侵蝕抵抗能力差，引起滑板的耐熱熔損性差，因此在上述用量范圍最佳。
為提高滑板的高溫抗折強(qiáng)度，引入的燒結(jié)或電熔剛玉，采用了如下的顆粒級(jí)配，按重量份比例4-1mm，10-151-0.22mm，25-60＜0.22mm，10-20＜0.04mm，10-20為改善滑板微觀(guān)結(jié)構(gòu)，改善其燒結(jié)性能，實(shí)現(xiàn)其機(jī)械性能、化學(xué)耐熔損性的提高，就必須合理控制50μm粒度以下煅燒氧化鋁超微粉的添加量。當(dāng)煅燒氧化鋁粉用量大于所述上限值(＞20)時(shí)，容易引發(fā)滑板成型時(shí)廢品的產(chǎn)生，用量小于所述下限值(＜10)時(shí)，對(duì)滑板磚的微觀(guān)結(jié)構(gòu)改善不大，會(huì)導(dǎo)致滑板磚的耐熔損性不高。
燒結(jié)或電熔鋯莫來(lái)石的引入，可使制品的抗熱剝落性提高、使用壽命提高，減少熱裂紋的產(chǎn)生。燒結(jié)或電熔鋯莫來(lái)石中，要求其化學(xué)組成滿(mǎn)足以下條件，按重量份比例ZrO227-39，Al2O340-46，SiO215-20在滑板配方中鋯莫來(lái)石的使用量以5-15重量份為最佳。
在滑板磚配方中僅采用煅燒氧化鋁粉并不能實(shí)現(xiàn)滑板的抗剝落性、抗熱熔損性的改善，因而需要添加燒結(jié)或電熔鋯剛玉。當(dāng)燒結(jié)或電熔鋯剛玉原料用量大于所述的上限值(＞20)時(shí)，滑板磚的抗熱熔損性效果不明顯，當(dāng)用量小于所述的下限值(＜5)時(shí)，制品的抗剝落性差，為實(shí)現(xiàn)制品良好的抗剝落性、抗熱熔損性，滑板磚配方中其用量應(yīng)在上述重量份5-20范圍之間。
對(duì)于燒結(jié)/電熔鋯剛玉，其化學(xué)組分要求如下，按重量份比例Al2O350-90，ZrO210-50。
金屬Si粉的引入，可以提高滑板磚制品的結(jié)合強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性。當(dāng)金屬Si粉用量大于所述上限值(＞5)時(shí)，滑板磚抗熱熔損性差；用量小于所述下限值(＜1)時(shí)，滑板磚體的強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性差。綜合來(lái)看，最佳使用量為上述范圍值，1-5，粒度為0.02mm左右。
炭素材料的引入可以提高滑板磚制品的抗熱熔損性和熱震穩(wěn)定性，當(dāng)用量大于所述上限值(＞8)時(shí)，炭素材料的氧化會(huì)引起滑板磚組織的荒廢化；用量小于下限值(＜1)時(shí)，熱震穩(wěn)定性、抗熱熔損性的改善作用不大。因此炭素材料的最佳用量為1-8。
以上炭素材料包含不定形(含石墨)和定形(不含石墨)兩個(gè)品種，粒度為0.2μm左右，最好為0.2μm以下。
在滑板使用中，炭素材料容易氧化引起滑板表面的空隙缺陷，鋼液中的非金屬夾雜很容易吸附在滑板表面，引起滑板工作面的進(jìn)一步氧化、麻面化。為了改善滑板磚在常、高溫的性能，防止鋼液對(duì)滑板磚的氧化侵蝕，本發(fā)明中添加了CaC，硼化物陶瓷、氧碳化物、氧氮化物，SiO2、B2O3、P2O3、V2O5等一系列氧化物、各種金屬及復(fù)合金屬系如Al、Mg、Si、Al-Mg、Al-Si以及非氧化系化合物如BN、SiN、AlON中的一種或多種復(fù)合形成防氧化添加劑，其添加量在0.5-4.0。
以上配方適用于整體滑板生產(chǎn)，也可作為大型滑板材料的磚芯體的供鑲嵌式滑板生產(chǎn)使用。
制品的生產(chǎn)條件為1000-1400℃溫度下，氧化或還原氣氛下燒成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的新穎性和創(chuàng)造性體現(xiàn)在本發(fā)明通過(guò)在滑板磚配方中適當(dāng)增加超細(xì)煅燒Al2O3粉用量，引入適量的鋯莫來(lái)石和鋯剛玉；通過(guò)調(diào)整金屬Si、C素材料用量以及引入其他功能性防氧化劑，提高了滑板的常、高溫強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性；減少了滑板由氧化引起的龜裂，從而制得了抗氧化、抗剝落性、耐熱熔損性能良好的滑板產(chǎn)品，最終大大提高了滑板的使用壽命，降低了鋼鐵冶煉中的綜合成本，經(jīng)濟(jì)效益可觀(guān)，市場(chǎng)前景看好。


圖1給出了中間包系統(tǒng)中控制鋼水流出的水口、滑板裝置截面示意圖。圖中1、2分別為上水口、浸入式水口；圖中3、4分別為上、下滑板磚產(chǎn)品。以上滑板磚的壽命根據(jù)鋼水澆注時(shí)間、使用次數(shù)、鋼水的吹氧時(shí)間、鋼的品種等多種因素共同決定。
圖2是鑲嵌式滑板芯體的結(jié)構(gòu)截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
表一和表二是本發(fā)明在制品生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例。
表一和表二中數(shù)據(jù)說(shuō)明實(shí)施例(1-3)比未調(diào)整配方的滑板產(chǎn)品的氣孔率及耐壓強(qiáng)度、抗侵蝕性、耐沖刷等性能指標(biāo)都有了很大的提高。
表一應(yīng)用實(shí)例1

表二應(yīng)用實(shí)例2

權(quán)利要求
1.一種冶金控流用新型鋁鋯碳滑板磚，其特征在于其組成成分如下，按其重量份配比計(jì)燒結(jié)或電熔剛玉60-125份，50μm以下的煅燒Al2O3粉10-20份，燒結(jié)或電熔鋯莫來(lái)石5-15份，燒結(jié)或電熔鋯剛玉5-20份，金屬Si1-5份，炭素材料1-8份，防氧化劑0.5-4.0份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金控流用新型鋁鋯碳滑板磚，其特征在于燒結(jié)或電熔剛玉，采用了如下的顆粒級(jí)配，按重量份比例4-1mm，10-15份1-0.22mm，25-60份＜0.22mm，10-20份＜0.04mm，10-20份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金控流用新型鋁鋯碳滑板磚，其特征在于燒結(jié)或電熔鋯莫來(lái)石中，其化學(xué)組成滿(mǎn)足以下條件，按重量份比例ZrO227-39，Al2O340-46，SiO215-20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金控流用新型鋁鋯碳滑板磚，其特征在于所述的燒結(jié)/電熔鋯剛玉，其化學(xué)組分要求如下，按重量份比例Al2O350-90，ZrO210-50。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金控流用新型鋁鋯碳滑板磚，其特征在于所述的防氧化劑是指CaC，硼化物陶瓷、氧碳化物、氧氮化物，SiO2、B2O3、P2O3、V2O5一系列氧化物、各種金屬及復(fù)合金屬系如Al、Iug、Si、Al-Mg、Al-Si以及非氧化系化合物如BN、SiN、AlON中的一種或多種復(fù)合形成防氧化添加劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金控流用新型鋁鋯碳滑板磚，其特征在于所述的炭素材料包含不定形和定形兩個(gè)品種。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種鋼鐵冶煉中控流使用的新型滑板磚，其組成成分如下，按其重量份配比計(jì)燒結(jié)或電熔剛玉60－125份，50μm以下的煅燒Al
文檔編號(hào)C04B35/10GK1884203SQ20061004711
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月5日
發(fā)明者施岳明, 張小寧 申請(qǐng)人:鞍山浦項(xiàng)特種耐火材料有限公司