專(zhuān)利名稱(chēng)：一種加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶金耐火材料領(lǐng)域，具體涉及一種加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼包滑板是直接控制鋼水流量、決定滑動(dòng)水口功能的部件，所以被認(rèn)為是滑動(dòng)水口系統(tǒng)中最重要的部分。鋼包滑板的使用條件非常特殊(I)長(zhǎng)時(shí)間與高溫液態(tài)鋼水接觸，每次澆鑄時(shí)間約45_60min，澆鑄鋼水溫度在 1540°C 以上；(2)鋼包滑板連用的時(shí)候，需要承受高溫鋼水劇烈的熱沖擊作用，滑板耐材溫度從 1540°C降低到500°C左右，下一次使用時(shí)溫度又驟然升至1540°C以上；(3)在澆鑄不同成分的鋼種時(shí)，滑板需反復(fù)經(jīng)受鋼水的化學(xué)侵蝕和物理沖刷；(4)通過(guò)開(kāi)閉滑板來(lái)控制鋼水流量時(shí)，需反復(fù)經(jīng)受兩塊滑板間的機(jī)械磨損?？量痰氖褂脳l件要求滑板必須具有高強(qiáng)度和優(yōu)良的抗熱沖擊性、抗侵蝕性和抗磨損性。因此，國(guó)內(nèi)外耐火材料生產(chǎn)廠家在鋼包滑板的制作過(guò)程中，均采用高溫?zé)?(1700°C以上)制成鋁鋯碳滑板。這種滑板需高溫?zé)珊蟛拍苁褂?，在燒成窯中由于不同部位的高溫氣氛存在一定差異，制品的成品率不理想，窯中不同部位燒成的滑板性能也存在明顯差異，并且高溫?zé)蛇^(guò)程中能源消耗較大。不燒的滑板作為一個(gè)全新的概念逐步受到重視，一般來(lái)說(shuō)，不燒鋁碳滑板中引入大量的金屬鋁粉以提高高溫使用性能。但是金屬鋁粉過(guò)多，在使用過(guò)程中容易水化，如何提高不燒滑板抗水化性能成為目前急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板及其制備方法，制備方法簡(jiǎn)單、燒成溫度低、制備成本低而性能優(yōu)良的不燒鋁鋯碳滑板。在確保滑板使用性能優(yōu)良的基礎(chǔ)上，使滑板制作燒成過(guò)程中煤氣消耗減少1/2以上。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板，其成分重量百分比為板狀剛玉30 36%，電熔鋯剛玉15 25%，電熔白剛玉25 30%，金屬鋁粉I 4%，單質(zhì)硅粉3 7%， 鱗片石墨或炭黑3 7%，微米級(jí)硅微粉I 4%;外加劑酚醛樹(shù)脂，加入量為總重量的3 6%。進(jìn)一步，所述的單質(zhì)硅粉和鱗片石墨或炭黑在200目以下。所述的板狀剛玉為含99. 4%以上Al2O3 ；電熔鋯剛玉，包含73. I % Al2O3'26. 4% ZrO2 ;電熔白剛玉含99. 7%以上Al2O3，按重量百分比計(jì)。所述的金屬鋁粉中Al >99% ;單質(zhì)硅粉含99. 2%以上Si ;鱗片石墨或炭黑含 95. 87%以上C、微米級(jí)硅微粉含98%以上SiO2，按重量百分比計(jì)。所述的酚醛樹(shù)脂為液態(tài)熱固性酚醛樹(shù)脂。
本發(fā)明為達(dá)到滑板在制備過(guò)程中不燒的目的，將硅微粉引入到不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板中?；遄鳛楹嫉哪突鸩牧?，為了抑制或降低碳的氧化，一般在材料中加入金屬鋁粉作為防氧化劑，但加入鋁粉的同時(shí)材料在使用過(guò)程中發(fā)生水化的風(fēng)險(xiǎn)增大(金屬鋁粉一定溫度下反應(yīng)生成A14C3、A1N而水化)。因此考慮在鋁鋯碳滑板原料中引入硅微粉，因?yàn)楣杌覟榉蔷B(tài)，活性大，顆粒細(xì)小，具有優(yōu)良的理化性能，如果將其引入到鋁鋯碳滑板中，一方面可以緊密堆積，提高材料致密度，另一方面，SiO2與Al在高溫下發(fā)生反應(yīng)，消耗部分Al， 有可能提高材料的抗水化性能。硅微粉在高溫下將優(yōu)先與鋁發(fā)生反應(yīng)，從而阻止鋁的水化； 此外，硅微粉與石墨等發(fā)生反應(yīng)形成大量的SiC晶須，提高了不燒滑板高溫使用強(qiáng)度。本發(fā)明的加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板的制備方法，包括如下步驟首先，備料，按重量百分比計(jì)為板狀剛玉30 36%，電熔鋯剛玉15 25%，電熔白剛玉25 30%， 金屬鋁粉I 4%，單質(zhì)硅粉3 7%，鱗片石墨或炭黑3 7%，微米級(jí)硅微粉I 4%，外加劑酚醛樹(shù)脂3 6%，配料時(shí)將顆粒料配一起，粉料配一起；接著，將上述顆粒料、粉料一起放入混碾機(jī)中，混碾30 45min后加入樹(shù)脂，混完得料在25 30°C恒溫室中困料24h以上；然后，在摩擦壓力機(jī)上機(jī)壓成型，成型后的滑板磚進(jìn)入干燥窯在200 220°C下干燥24h 以上，干燥后的磚進(jìn)入燒成窯在200 300°C下低溫?zé)?，燒成后的滑板進(jìn)行浙青處理，之后再用彈丸機(jī)將滑板表面的浙青打掉，鑲箍，鉆孔，拋光，即得加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板。本發(fā)明加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板具有以下的優(yōu)點(diǎn)I、加入的硅微粉填充了顆粒料、粉料間的空位，降低了滑板的顯氣孔率和線變化率、提高了體積密度和常溫耐壓強(qiáng)度。2、加入的硅微粉優(yōu)先與鋁發(fā)生反應(yīng)，從而阻止了鋁的水化，滑板具有較好的抗水化性能。3、采用該技術(shù)制備的滑板在生產(chǎn)過(guò)程中不需要高溫?zé)?，因此降低了煤氣消耗?br>

圖I為滑板顯氣孔率示意圖。加入硅微粉后的滑板與不加硅微粉的滑板相比，顯氣孔率明顯降低，即滑板的抗鋼水沖刷性能和高溫強(qiáng)度得到提高。圖2為滑板體積密度示意圖。加入硅微粉后的滑板與不加硅微粉的滑板相比，體積密度明顯提高，即滑板的抗鋼水沖刷性能得到提高。圖3為滑板線變化率示意圖。加入硅微粉后的滑板與不加硅微粉的滑板相比，線變化率降低，即滑板的高溫體積穩(wěn)定性得到提高。圖4為滑板水化后增重率示意圖。加入硅微粉后的滑板與不加硅微粉的滑板相比，水化后增重率降低，即滑板的抗水化性能得到提高。具體實(shí)施方法下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施例配料參見(jiàn)表I。實(shí)施例I配料按重量百分比計(jì)為板狀剛玉36%，電熔鋯剛玉22%，電熔白剛玉30%，金屬鋁粉3%，單質(zhì)硅粉4%，鱗片石墨或炭黑4%，微米級(jí)硅微粉I % ;外加劑酚醛樹(shù)脂4%。配料時(shí)將顆粒料配一起，粉料配一起；然后一起放入混碾機(jī)中，混碾30min后加入熱固性酚醛樹(shù)脂，混完得料在26°C恒溫室中困料24h以上；然后在300t摩擦壓力機(jī)上機(jī)壓成型，成型后的滑板磚進(jìn)入干燥窯在200°C下干燥30h，干燥后的磚進(jìn)入燒成窯在200 250°C下低溫?zé)桑瑹珊蟮幕暹M(jìn)行浙青處理，之后再用彈丸機(jī)將滑板表面的浙青打掉，鑲箍，鉆孔，拋光，即得加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板。該滑板在煉鋼廠300噸裝包作業(yè)區(qū)進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，試驗(yàn)滑板的平均壽命為
2.9次/套，比現(xiàn)用的滑板平均壽命高出O. 3次/套，且使用中未發(fā)生任何異常。實(shí)施例2配料按重量百分比計(jì)為板狀剛玉32%，電熔鋯剛玉25%，電熔白剛玉26%，金屬鋁粉4%，單質(zhì)硅粉5%，鱗片石墨或炭黑6%，微米級(jí)硅微粉2%，外加劑酚醛樹(shù)脂4%。按照實(shí)施例I同樣的配料和混碾方法，混完得料在25 30°C恒溫室中困料26h ； 然后在300t摩擦壓力機(jī)上機(jī)壓成型，機(jī)壓成型后的滑板磚進(jìn)入干燥窯在350°C下干燥25h， 干燥后的磚進(jìn)入燒成窯在250 300°C下低溫?zé)桑缓笤俨捎孟嗤墓に囘M(jìn)行浙青處理， 鑲箍，鉆孔和拋光等，即得加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板。該滑板在煉鋼廠300t裝包作業(yè)區(qū)進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，試驗(yàn)滑板的平均壽命為
2.93次/套，比現(xiàn)用的滑板平均壽命高出O. 33次/套，其使用中未發(fā)生任何異常。實(shí)施例3配料按重量百分比計(jì)為板狀剛玉30%，電熔鋯剛玉23%，電熔白剛玉28%，金屬鋁粉2 %，單質(zhì)硅粉6 %，鱗片石墨或炭黑7 %，微米級(jí)硅微粉4 %，外加劑酚醛樹(shù)脂5 %。按照實(shí)施例I同樣的配料和混碾方法，混完得料在28 30°C恒溫室中困料24h以上；然后在300t摩擦壓力機(jī)上機(jī)壓成型，機(jī)壓成型后的滑板磚進(jìn)入干燥窯在350°C下干燥 24h，干燥后的磚進(jìn)入燒成窯在270 300°C下低溫?zé)?，然后再采用相同的工藝進(jìn)行浙青處理，鑲箍，鉆孔和拋光等，即得加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板。該滑板在煉鋼廠300t裝包作業(yè)區(qū)進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，試驗(yàn)滑板的平均壽命為
2.92次/套，比現(xiàn)用的滑板平均壽命高出O. 32次/套，其使用中未發(fā)生任何異常。表I實(shí)施例配料單位重量百分比
權(quán)利要求
1.一種加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板，其成分重量百分比為板狀剛玉30 36%， 電熔鋯剛玉15 25%，電熔白剛玉25 30%，金屬鋁粉I 4%，單質(zhì)硅粉3 7%，鱗片石墨或炭黑3 7%，微米級(jí)硅微粉I 4%，外加劑酚醛樹(shù)脂，加入量為總重量的3 6%。
2.如權(quán)利要求I所述的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板，其特征在于，所述的單質(zhì)硅粉和鱗片石墨或炭黑在200目以下。
3.如權(quán)利要求I所述的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板，其特征在于，所述的板狀剛玉為含99.4% 以上Al2O3 ；電熔鋯剛玉，包含73. I % Α1203、26· 4% ZrO2 ；電熔白剛玉含99. 7%以上Al2O3, 按重量百分比計(jì)。
4.如權(quán)利要求I所述的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板，其特征在于，所述的金屬鋁粉中Al>99%; 單質(zhì)硅粉含99. 2%以上Si ;鱗片石墨或炭黑含95. 87%以上C、微米級(jí)硅微粉含98%以上 SiO2，按重量百分比計(jì)。
5.如權(quán)利要求I所述的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板，其特征在于，所述的酚醛樹(shù)脂為液態(tài)熱固性酚醛樹(shù)脂。
6.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板的制備方法，包括如下步驟首先，備料，按重量百分比計(jì)為板狀剛玉30 36%，電熔鋯剛玉15 25%，電熔白剛玉25 30 %，金屬鋁粉I 4%，單質(zhì)硅粉3 7 %，鱗片石墨或炭黑3 7 %，微米級(jí)硅微粉I 4%，外加劑酚醛樹(shù)脂加入量為總重量的3 6%，配料時(shí)將顆粒料配一起，粉料配一起；接著，將上述顆粒料、粉料一起放入混碾機(jī)中，混碾30 45min后加入酚醛樹(shù)脂， 混完得料在25 30°C恒溫室中困料24h以上；然后，在摩擦壓力機(jī)上機(jī)壓成型，成型后的滑板磚進(jìn)入干燥窯在200 220°C下干燥24h以上，干燥后的磚進(jìn)入燒成窯在200 300°C 下低溫?zé)?，燒成后的滑板進(jìn)行浙青處理，之后再用彈丸機(jī)將滑板表面的浙青打掉，鑲箍， 鉆孔，拋光，即得加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板。
全文摘要
一種加入硅微粉的不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板及其制備方法，不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板的成分重量百分比為板狀剛玉30～36％，電熔鋯剛玉15～25％，電熔白剛玉25～30％，金屬鋁粉1～4％，單質(zhì)硅粉3～7％，鱗片石墨或炭黑3～7％，微米級(jí)硅微粉1～4％；外加劑酚醛樹(shù)脂，加入量為總重量的3～6％。本發(fā)明不燒鋁鋯碳質(zhì)滑板加入硅微粉，改善了滑板的常規(guī)性能和抗水化性能，還提高了滑板的使用壽命。而且，本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單、燒成溫度低、制備成本低。本發(fā)明在確保滑板使用性能優(yōu)良的基礎(chǔ)上，使滑板制作燒成過(guò)程中煤氣消耗減少1/2以上。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102603322SQ20121006835
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者王濤, 王盛林, 顧漢華 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司