一種陶瓷流槽的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種陶瓷流槽的制備方法，包括如下原料：取15-27％的金屬硅粉、73-85％的碳化硅粉以及其總質(zhì)量0.5-2％的粘結(jié)劑；向上述原料中加入質(zhì)量為金屬硅粉和碳化硅粉總質(zhì)量5-8％的水，混合均勻備用；按照流槽外形模具，將制備好的原料成型；將成型好的流槽放入干燥室中進(jìn)行干燥；將干燥后的流槽放入氮化爐內(nèi)，通入氮?dú)?，氮化燒成；將燒成的流槽出窯，得到陶瓷流槽。本發(fā)明以氮化硅結(jié)合碳化硅材料制作流槽，利用陶瓷材料的耐高溫、耐磨特性一次成型制成合適的流槽形狀，制備的陶瓷流槽在使用過程中不再需要冷卻水來冷卻。具有壽命長(zhǎng)，不存在與水接觸爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說明】一種陶瓷流槽的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流槽的制備方法，尤其涉及一種陶瓷流槽的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在金屬銅的冶煉過程中，需要將冶煉好的銅液從冶煉爐導(dǎo)向銅水包或鑄銅模具，以便于下一步金屬銅的提純。從冶煉爐到銅水包或鑄銅模具之間距離一般為3~20多米左右，需要有一個(gè)流槽來導(dǎo)引銅液的流動(dòng)。銅液溫度一般高達(dá)1200~1300°C以上，且比重大，侵蝕性強(qiáng)，很少有合適的材料能夠長(zhǎng)期保證流槽正常使用。
[0003]文獻(xiàn)“中國(guó)專利CN201828155U”公布了一種銅液流槽，流槽為銅質(zhì)，特點(diǎn)在于流槽和槽蓋之間有硅酸鋁棉作密封墊。具有防止銅液氧化和銅液飛濺槽壁的特點(diǎn)。
[0004]文獻(xiàn)“中國(guó)專利CN202452841U”公布了一種銅流槽，特點(diǎn)在于流槽的冷卻水管為一體化結(jié)構(gòu)，流槽截面為U形，且底部堆焊有耐高溫耐磨合金材料。
[0005]文獻(xiàn)“中國(guó)專利CN1571910A”公布了一種熔體流槽，流槽為銅或銅合金制成。特點(diǎn)在于流槽中有冷卻槽道，且流槽底部開有橫向和縱向槽，槽中設(shè)置有耐火材料。在熔體流動(dòng)過程中，能夠保證熔體不與水接觸，且保證流槽具有一定的耐磨性。
[0006]文獻(xiàn)“中國(guó)專利CN101094739A”公布了一種用于鑄造熔融銅的流槽。流槽襯砌有耐火材料，至少部分流槽被絕熱蓋覆蓋。絕熱蓋中有電阻器元件，并設(shè)置有氣體燃燒器，用于加熱下部的流槽，保證熔融銅不會(huì)凝固。
[0007]文獻(xiàn)“中國(guó)專利CN202793018U”公布了一種埋管式熱渣流槽銅水套。它是由金屬銅制做成半圓柱形的流槽，內(nèi)有多組冷卻水管道分別與外部冷卻水連接。
[0008]現(xiàn)在使用的是用金屬銅制做的銅流槽，銅流槽中有冷卻水管。在使用過程中，銅流槽中始終通有冷卻水來降低銅流槽的溫度，保證銅液流經(jīng)銅流槽時(shí)不會(huì)與銅流槽發(fā)生粘連。但銅流槽存在巨大的缺點(diǎn):首先銅流槽的磨損很嚴(yán)重，需要不停地檢查，如發(fā)生冷卻水泄露，必須馬上更換，否者會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的爆炸事故。其次，銅流槽的造價(jià)昂貴，使用成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種成本低的陶瓷流槽的制備方法，能夠解決現(xiàn)有銅冶煉爐所用的銅質(zhì)流槽壽命短，需要通水冷卻，具有較大危險(xiǎn)性的弱點(diǎn)。
[0010]為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:包括以下步驟:
[0011]I)稱取一定量的碳化娃粉、金屬娃粉及粘結(jié)劑,其中，碳化娃粉和金屬娃粉的總質(zhì)量與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為100:0.5-2，碳化硅粉與金屬硅粉的質(zhì)量百分比為73-85:15-27，碳化硅粉的粒度為15-400目，金屬硅粉的粒度為200-400目；
[0012]2)稱取一定量的水，其中，碳化硅粉和金屬硅粉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為100:5-8，然后將水與碳化硅粉、金屬硅粉及粘結(jié)劑混合均勻，得原料；
[0013]3)按照流槽外形模具對(duì)步驟2)得到的原料進(jìn)行成型，得流槽；[0014]4)將步驟3)得到的流槽依次進(jìn)行干燥和燒成，得到銅冶煉爐用陶瓷流槽。
[0015]所述的粘結(jié)劑為紙漿廢液或木質(zhì)素磺酸鹽。
[0016]所述的步驟2)中采用干壓法或搗打成型法進(jìn)行成型。
[0017]所述的步驟3)中流槽在干燥室中進(jìn)行干燥。
[0018]所述的步驟3)中燒成的具體過程為:將干燥后的流槽放到氮化爐內(nèi)，然后給氮化爐中通入氮?dú)?，?180-1380°C下燒成，燒成總時(shí)間為96-120小時(shí)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明以碳化硅粉、金屬硅粉及粘結(jié)劑為原材料制作陶瓷流槽，利用陶瓷材料的耐高溫及耐磨的特性一次成型制成合適的流槽形狀，本發(fā)明制備的陶瓷流槽在使用過程中不再需要冷卻水來進(jìn)行冷卻，使用壽命長(zhǎng)，不存在與水接觸爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)化了設(shè)備冷卻裝置，大大降低了使用成本，耐高溫特性保證了流槽在銅液的高溫下工作不會(huì)發(fā)生變化，高硬度保證流槽具有很強(qiáng)的耐磨性，以上兩點(diǎn)使得銅冶煉爐用陶瓷流槽具有長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，與金屬銅的接觸角較小，保證銅液不會(huì)與流槽發(fā)生粘連作用，保證銅液在流槽中順暢的流動(dòng)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0022]實(shí)施例1:
[0023]I)稱取一定量的碳化娃粉、金屬娃粉及紙衆(zhòng)廢液,其中，碳化娃粉和金屬娃粉的總質(zhì)量與紙漿廢液的質(zhì)量比為100:0.5，碳化硅粉與金屬硅粉質(zhì)量百分比為85:15，金屬硅粉的粒度為200目以細(xì)，碳化硅粉的粒度為15目以細(xì)；
[0024]2)稱取一定量的水，其中，碳化硅粉和金屬硅粉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為100:8，然后將水、碳化硅粉、金屬硅粉及紙漿廢液混合均勻，得原料；
[0025]3)按照流槽外形模具對(duì)步驟2)得到的原料采用干壓法進(jìn)行成型，得流槽；
[0026]4)將步驟3)得到的流槽在干燥室中干燥后再放入氮化爐內(nèi)，通入氮?dú)?，?380°C氮化96小時(shí)燒成，得到陶瓷流槽。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]I)稱取一定量的碳化娃粉、金屬娃粉及紙衆(zhòng)廢液,其中，碳化娃粉和金屬娃粉的總量與紙漿廢液的質(zhì)量比為100:0.7，碳化硅粉與金屬硅粉的質(zhì)量百分比為83:17，金屬硅粉的粒度為240目，碳化硅粉的粒度為80目；
[0029]2)稱取一定量的水，其中，碳化硅粉和金屬硅粉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為100:6，然后將水與碳化硅粉、金屬硅粉及紙漿廢液混合均勻，得原料；
[0030]3)按照流槽外形模具對(duì)步驟2)得到的原料采用搗打成型法成型，得流槽；
[0031]4)將步驟3)得到的流槽在干燥室中干燥后放入氮化爐內(nèi)，通入氮?dú)?，?330°C氮化101小時(shí)燒成，得到陶瓷流槽。
[0032]實(shí)施例3:
[0033]1)稱取一 定量的碳化娃粉、金屬娃粉及紙衆(zhòng)廢液,其中，碳化娃粉和金屬娃粉的總質(zhì)量與紙漿廢液的質(zhì)量比為100:0.9，碳化硅粉與金屬硅粉的質(zhì)量百分比為80:20，金屬硅粉的粒度為280目，碳化硅粉的粒度為150目；
[0034]2)稱取一定量的水，其中，碳化硅粉和金屬硅粉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為100:7，然后將水與碳化硅粉、金屬硅粉及紙漿廢液混合均勻，得原料；
[0035]3)按照流槽外形模具對(duì)步驟2)得到的原料采用干壓法成型，得流槽；
[0036]4)將步驟3)得到的流槽在干燥室中干燥后放入氮化爐內(nèi)，通入氮?dú)?，?300°C氮化108小時(shí)燒成，得到陶瓷流槽。
[0037]實(shí)施例4:
[0038]I)稱取一定量的碳化娃粉、金屬娃粉及木質(zhì)素磺酸鹽,其中，碳化娃粉、金屬娃粉的總質(zhì)量與木質(zhì)素磺酸鹽的質(zhì)量比為100:1.2，碳化硅粉與金屬硅粉的質(zhì)量百分比為78:22，金屬硅粉的粒度為320目，碳化硅粉的粒度為250目；
[0039]2)稱取一定量的水，其中，碳化硅粉和金屬硅粉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為100:5，然后將水與碳化硅粉、金屬硅粉及木質(zhì)素磺酸鹽混合均勻，得原料；
[0040]3)按照流槽外形模具對(duì)步驟2)得到的原料采用干壓法成型，得流槽；
[0041]4)將步驟3)得到的流槽在干燥室中干燥后再放入氮化爐內(nèi)，通入氮?dú)猓?320°C范圍內(nèi)氮化114小時(shí)燒成，得到陶瓷流槽。
[0042]實(shí)施例5:
[0043]I)稱取一定量的碳化娃粉、金屬娃粉及木質(zhì)素磺酸鹽,其中碳化娃粉、金屬娃粉的總量與木質(zhì)素磺酸鹽的質(zhì)量 比為100:1.8,碳化娃粉與金屬娃粉的質(zhì)量百分比為75:25,金屬硅粉的粒度為360目，碳化硅粉的粒度為300目；
[0044]2)稱取一定量的水，其中，碳化硅粉和金屬硅粉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為100:6，然后將水與碳化硅粉、金屬硅粉及木質(zhì)素磺酸鹽混合均勻，得原料；
[0045]3)按照流槽外形模具對(duì)步驟2)得到的原料采用搗打成型法成型，得流槽；
[0046]4)將步驟3)得到的流槽在干燥室中干燥后再放入氮化爐內(nèi)，通入氮?dú)?，?230°C范圍內(nèi)氮化118小時(shí)燒成，得到陶瓷流槽。
[0047]實(shí)施例6:
[0048]I)稱取一定量的碳化娃粉、金屬娃粉及木質(zhì)素磺酸鹽,其中碳化娃粉、金屬娃粉的總量與木質(zhì)素磺酸鹽的質(zhì)量比為100:2.0,碳化娃粉與金屬娃粉的質(zhì)量百分比為73:27,金屬硅粉的粒度為400目，碳化硅粉的粒度為400目；
[0049]2)稱取一定量的水，其中，碳化硅粉和金屬硅粉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為100:8，然后將水與碳化硅粉、金屬硅粉及木質(zhì)素磺酸鹽混合均勻，得原料；
[0050]3)按照流槽外形模具對(duì)步驟2)得到的原料采用搗打成型法成型，得流槽；
[0051]4)將步驟3)得到的流槽在干燥室中干燥后再放入氮化爐內(nèi)，通入氮?dú)?，?180°C范圍內(nèi)氮化120小時(shí)燒成，得到陶瓷流槽。
[0052]使用本發(fā)明制作的陶瓷流槽在實(shí)際使用過程中，在連續(xù)使用或一小時(shí)一次放銅液的間歇使用頻率下，一般使用時(shí)間可達(dá)73~80天以上，而原來使用的銅流槽使用時(shí)間為35天左右就可能因?yàn)榇┛茁┧仨毟鼡Q，因此具有明顯的進(jìn)步。
【權(quán)利要求】
1.一種陶瓷流槽的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)稱取一定量的碳化硅粉、金屬硅粉及粘結(jié)劑，其中，碳化硅粉和金屬硅粉的總質(zhì)量與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為100:0.5-2，碳化硅粉與金屬硅粉的質(zhì)量百分比為73-85:15-27，碳化硅粉的粒度為15-400目，金屬硅粉的粒度為200-400目； 2)稱取一定量的水，其中，碳化硅粉和金屬硅粉的總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為100:5-8，然后將水與碳化硅粉、金屬硅粉及粘結(jié)劑混合均勻，得原料； 3)按照流槽外形模具對(duì)步驟2)得到的原料進(jìn)行成型，得流槽； 4)將步驟3)得到的流槽依次進(jìn)行干燥和燒成，得到陶瓷流槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷流槽的制備方法，其特征在于:所述的粘結(jié)劑為紙漿廢液或木質(zhì)素磺酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷流槽的制備方法，其特征在于:所述的步驟2)中采用干壓法或搗打成型法進(jìn)行成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷流槽的制備方法，其特征在于:所述的步驟3)中流槽在干燥室中進(jìn)行干燥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷流槽的制備方法，其特征在于:所述的步驟3)中燒成的具體過程為:將干燥后的流槽放到氮化爐內(nèi)，然后給氮化爐中通入氮?dú)?，?180-1380°C下燒成， 燒成總時(shí)間為96-120小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK103992125SQ201410214431
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】黃鳳萍, 劉恒 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)