CN100534951C - 用氧化物溶液浸渍石墨碳套处理方法 - Google Patents

用氧化物溶液浸渍石墨碳套处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于耐氧化、耐磨石墨材料。涉及的是冷轧硅钢片连续退火炉和其它热处理炉中用的石墨碳套的氧化物溶液浸渍处理方法。冷轧硅钢片连续退火炉用炉底石墨碳套，在运行时因遭受到O2、H2O等氧化气体腐蚀而导致石墨碳套表面结构疏松、表面硬度和强度降低、石墨碳套结瘤等缺陷。采用氧化物溶液浸渍方法提高石墨碳套抗氧化性能和抗磨性能可解决上述问题。氧化物溶液浸渍是将Al2O3、SiO2、TiO2等制成超细粉，按配比将混合超细粉稳定分散在溶液中制成胶体溶液。然后用真空加压浸渍方法将氧化物溶液浸入石墨碳套。经处理后，在坯体表面和孔内形成陶瓷保护薄膜。将炉内的O2、H2O等气体与石墨碳套基体材料隔开，从而达到提高石墨碳套在高温下抗氧化、耐磨能力的目的。

Description

用氧化物溶液浸渍石墨碳套处理方法
技术领域：
本发明属于耐氧化、耐磨石墨材料，涉及的是冷轧硅钢片连续退火炉和其它热处理炉中用的石墨碳套的氧化物溶液浸渍处理方法。
背景技术
冷轧硅钢片连续退火炉用炉底辊套——石墨碳套，在运行时因遭受到O2、H2O等氧化气体腐蚀而导致石墨碳套表面结构疏松、表面硬度和机械强度大幅降低、石墨碳套易结瘤等缺陷。影响生产的正常进行、增大了生产成本、降低硅钢片品质。采用合适的浸渍液和相应工艺提高石墨碳套抗氧化性能和抗磨性能是解决上述问题的关键所在。
发明内容：
本发明是采用石油焦、沥青焦、沥青为主要原料，生产出高质量的人造石墨的碳套坯体，以及用氧化物溶液浸渍处理方法。
具体实施方式：
一种石墨碳套，以人造石墨制造成坯体、再经过用氧化物溶液浸渍处理以提高其高温下抗氧化、耐磨性能，其坯体特征是：骨料的粒度分布为：按质量百分比为0.5mm以下的45～85％，0.5～1mm，15～55％；沥青用量为20～30％)。
上述石墨碳套的浸渍处理方法是，选用粒径在0.05～0.5μm Al2O3、SiO2或Al2O3、TiO2或Al2O3、SiO2、TiO2的超细粉的混合物加入水中，制成20～40％质量百分比浓度的溶液，加入质量百分比浓度1.0％～3.0％的Na5P3O10-I型充分搅拌，机械研磨后形成半透明胶体溶液，再将石墨碳套置于浸渍罐中，抽真空到-0.098～-0.085MPa保持0.5～1.5小时，将配好的溶液注入罐中，加压到1.2～0.5MPa，并保压3～8小时，然后从浸渍罐中取出石墨碳套干燥，经过约80～120小时升温至300～950℃进行热处理。
本发明的优点是很明显的。
上述原料和配比生产的坯体，关键质量指标如下：
电阻率(μΩm)  抗折强度(Mpa)  体密(g/cm3)  灰分(％)
≤7            ≥23           ≥1.76       ≤0.3
从上面可以看到石墨碳套坯体，体密高，电阻率低，抗折强度高、具有良好的自润滑性能，再采用氧化物溶液浸渍和高温处理，Ai2O3、SiO2、TiO2等氧化物组份附着在石墨基体表面及微孔内表面，形成一层保护膜，将O2、H2O等氧化气体与石墨基体隔开，从而达到提高抗氧化、耐磨性能的目的。满足了硅钢片连续退火炉各温度区段的需要。
石墨碳套的生产流程是：
1、按配方将原料混捏均匀后在1000～2500吨挤压机上挤压成型，再经多次焙烧和浸渍、石墨化得石墨碳套毛坯，按图纸要求精密加工成型。
2、氧化物溶液浸渍：①将粒度为0.05～0.5μm Al2O3、SiO2、TiO2超细粉的混合物加入水中，制成20～40％质量百分比浓度的溶液，再加质量百分比浓度1.0～1.5％的Na5P3O10-I型充分搅拌，机械研磨形成半透明胶体溶液；②将经精密加工的石墨碳套放入浸渍罐中；③抽真空、真空度达-0.098～-0.085MPa保持0.5～1.5小时；④注入浸渍液；⑤加压、压力1.2～0.5MPa保压3～8小时；⑥取出干燥；⑦高温处理(300～950℃，80～120小时)；⑧表面处理。
配方及实施例：
实施例1：将按所述原材料配方生产的坯体精密加工后，放入浸渍罐中抽真空到-0.095～0.085MPa保持0.5～1小时，然后注入制备好的Al2O3、SiO2混合物胶体溶液、质量百分比浓度为24％，加压到0.5～0.7MPa，保压3～4小时后取出干燥，再经550～800℃高温处理，表面清理抛光即成品石墨碳套。
实施例2：：将按所述原材料配方生产的坯体精密加工后，放入浸渍罐中抽真空到-0.095～0.085MPa保持0.5～1小时，然后注入制备好的Al2O3、TiO2混合物胶体溶液、质量百分比浓度为24％，加压到0.5～0.7MPa，保压3～4小时后取出干燥，再经550～800℃高温处理，表面清理抛光即成品石墨碳套。
实施例3：将按所述原材料配方生产的坯体精密加工后，放入浸渍罐中抽真空到-0.095～0.085MPa保持0.5～1小时，然后注入制备好的Al2O3、SiO2、TiO2混合物胶体溶液、质量百分比浓度为24％，加压到0.5～0.7MPa，保压3～4小时后取出干燥，再经550～800℃高温处理，表面清理抛光即成品石墨碳套。
本发明效果：
经过上述浸渍处理的石墨碳套在不同温度区域进行氧化腐蚀测试，其效果如下表：
项目   600℃测试时间 状况   800℃测试时间 状况   950℃测试时间 状况
  未浸渍碳套 30天   氧化、不可用 17天   严重氧化、不可用 9天   严重氧化、不可用
  浸渍碳套 180天   未氧化，可用 180天   极轻微氧化，可用 180天   轻微氧化，可以使用
从以上测试结果可以看出，经过本发明处理过的石墨碳套与未浸渍石墨碳套相比使用寿命大大延长。

Claims (1)

1、一种用氧化物溶液浸渍石墨碳套处理方法，其特征是：以石油焦、沥青焦和沥青为原料，经过混捏、压型、多次焙烧和浸渍、石墨化、精密加工后制造成坯体，再经过用氧化物溶液浸渍处理而成；制造坯体的原料组成按重量百分比为：以石油焦、沥青焦粒为骨料，沥青为粘结剂；骨料的粒度分布为0.5mm以下的45～85％、0.5～1mm的为15～55％；沥青用量为20～30％；所述用氧化物溶液浸渍处理的方法为：将粒径0.05～0.5μmAl2O3、SiO2两种超细粉混合物或粒径0.05～0.5μm Al2O3、TiO2两种超细粉混合物或Al2O3、SiO2、TiO2三种超细粉混合物加入水中，制成20～40％质量百分比浓度的溶液，再加入1.0～3.0％I型Na5P3O10，充分搅拌、机械研磨后形成半透明胶体溶液，再将石墨碳套置于浸渍罐中，抽真空到-0.098～-0.085MPa保持0.5～1.5小时，将配好的上述溶液注入罐中加压到0.5～1.2MPa，保压3～8小时，然后从浸渍罐中取出石墨碳套干燥，经过80～120小时升温至300～950℃进行热处理。
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