CN102898153B - 一种无碳滑板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种无碳滑板，其特征在于：以电熔合成的钛酸铝为原料，经结合剂结合而成。电熔合成的钛酸铝中组分质量百分含量为：Al₂O₃：50～54％，TiO₂：40～43％，稳定剂：2％～5％，余量为杂质。所述的稳定剂为氧化镁或氧化铈中一种以上。本发明以电熔合成的钛酸铝为主要原料，加入结合剂后，经过喷雾造粒，高压成型，干燥后再烧制。使滑板在兼具优异的抗热震性能和抗冲刷性能的同时，防止生产过程中钢液中出现增碳现象，进一步满足了超低碳钢等特种钢冶炼的需求，为纯净钢的生产提供相应的硬件条件。

Description

一种无碳滑板及其制备方法

技术领域

本发明属于炼钢用耐火材料，涉及一种无碳滑板及其制备方法。

背景技术

滑板是滑动水口装置的核心部件，使用条件苛刻，在性能指标、尺寸和加工精度、质量稳定性等方面都有着非常高的要求。

滑板材质的选择和组成的设计是影响滑板性能及使用效果最基本的因素。为提高滑板的使用安全可靠性和使用次数，滑板的材质从其开始应用就一直在优化和发展中。

最初使用的滑板为陶瓷结合的高温烧成高铝质滑板或镁质滑板，并经焦油或沥青一次或多次浸渍后使用，其使用寿命不是很高，主要是材料的抗热震性和抗侵蚀性都不适应严酷的使用条件。镁质滑板抗侵蚀性虽优于高铝质滑板，但抗剥落性差，且使用过程中会变得更差，抗侵蚀性在使用过程中也渐渐变差。尔后发展的是铝炭质和铝锆炭质滑板，具有优异的抗热震性、抗剥落性和抗侵蚀性，特别是尺寸较小的电炉、中间包用滑板显示了明显高的使用寿命，与铝镁尖晶石炭质、镁尖晶石炭质和镁炭质一起成为当前滑板材料的主流。

但这几种材质的滑板在浇铸高氧钢时侵蚀很快，使用寿命显著下降，不能满足使用要求。高氧钢内的氧浓度很高，含氧化铁高，并且氧化性很强。因此在选用滑动水口系统耐火材料时，在充分考虑产品的抗热震性能和耐磨性能的同时，必须充分考虑产品的抗氧化性能和高氧化铁系渣的侵蚀所造成的扩孔、表面粗糙和龟裂，这对于超低碳钢的生产尤为关键，同时纯净钢的生产也需要无碳的新型滑板。

发明内容

为进一步满足了超低碳钢等特种钢冶炼的需求和无碳纯净钢生产作准备，本发明的目的在于提供一种无碳滑板及其制备方法，制备的无碳滑板以电熔合成的钛酸铝为主要原料，使滑板在兼具优异的抗热震性能和抗冲刷性能的同时，可防止生产过程中出现增碳现象。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种无碳滑板，其特征在于：以电熔合成的钛酸铝为原料，经结合剂结合而成。

进一步，电熔合成的钛酸铝中组分质量百分含量为：Al₂O₃：50～54％，TiO₂：40～43％，稳定剂：2％～5％，余量为杂质。

所述的稳定剂为氧化镁或氧化铈中一种以上。

又，所述的结合剂为羧甲基纤维素、黄糊精或聚乙烯醇中的一种。

一种无碳滑板制备方法，其步骤如下：

1)用Al₂O₃，TiO₂加入稳定剂先进行电熔合成；

2)把电熔合成的钛酸铝破碎分级，分为1～3mm颗粒，小于1mm颗粒和不大于325目粉体三种；

3)无碳滑板用钛酸铝颗粒级配为1～3mm颗粒35～45％，小于1mm颗粒25～35％，不大于325目细粉25～35％，外加结合剂3～5％；

4)把颗粒状钛酸铝骨料一起搅拌均匀后加入结合剂，搅拌3～5分钟，使颗粒表面均匀涂上一层结合剂，然后再把钛酸铝粉体加入，搅拌10～30分钟备用；

5)把搅拌好的上述原料加入模具中压力成型，干燥后在1450～1500℃的条件下烧成制得。

所述的所述的结合剂为羧甲基纤维素、黄糊精或聚乙烯醇中的一种。

根据钛酸铝具有熔点高(1860℃)，热膨胀系数低，抗热冲击性能良好等特点，而且还具有优异的抗渣性、耐侵蚀性、耐碱和对多种金属熔液及熔渣不浸润的特性，采用钛酸铝制备无碳滑板，提高滑板的抗热震性、抗剥落性和抗侵蚀性。

本发明具有的有益效果是：

本发明制备的无碳滑板具有优异的抗热震性能和抗冲刷性能，能很好的避免使用过程中出现的增碳现象，满足了超低碳钢冶炼工艺发展的需求，为纯净钢的生产提供相应的硬件条件。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

采用以氧化镁为稳定剂的电熔合成钛酸铝，原料中各组分质量百分含量为Al₂O₃53％，TiO₂40％，MgO4％，其余为电熔过程中的杂质元素，颗粒级配如下：1～3mm颗粒：35％、小于1mm颗粒：35％、不大于325目粉体：30％。

把骨料一起搅拌均匀后加入羧甲基纤维素结合剂3％，搅拌5分钟，使颗粒表面均匀涂上一层结合剂，然后再把钛酸铝粉体加入，搅拌30分钟备用。把搅拌好的原料加入模具中高压成型，干燥后在1500℃的条件下烧成制得。

实施例2

采用以氧化铈为稳定剂的电熔合成钛酸铝，原料中各组分质量百分含量为Al₂O₃52％，TiO₂42％，CeO₂4％，其余为电熔过程中的杂质元素，颗粒级配如下：1～3mm颗粒：45％、小于1mm颗粒：25％、不大于325目粉体：30％。

把骨料一起搅拌均匀后加入聚乙烯醇结合剂4％，搅拌3分钟，使颗粒表面均匀涂上一层结合剂，然后再把钛酸铝粉体加入，搅拌20分钟备用。把搅拌好的原料加入模具中高压成型，干燥后在1450℃的条件下烧成制得。

实施例3

采用以氧化镁和氧化铈为稳定剂的电熔合成钛酸铝，原料中各组分质量百分含量为Al₂O₃51％，TiO₂41％，CeO₂2％，MgO3％，其余为电熔过程中的杂质元素，颗粒级配如下：1～3mm颗粒：40％、小于1mm颗粒：35％、不大于325目粉体：25％。

把骨料一起搅拌均匀后加入黄糊精结合剂5％，搅拌5分钟，使颗粒表面均匀涂上一层结合剂，然后再把钛酸铝粉体加入，搅拌30分钟备用。把搅拌好的原料加入模具中高压成型，干燥后在1480℃的条件下烧成制得。

实施例4

采用以氧化镁和氧化铈为稳定剂的电熔合成钛酸铝，原料中各组分质量百分含量为Al₂O₃50％，TiO₂43％，CeO₂2％，MgO2％，其余为电熔过程中的杂质元素，颗粒级配如下：1～3mm颗粒：35％、小于1mm颗粒：30％、不大于325目粉体：35％。

把骨料一起搅拌均匀后加入黄糊精结合剂5％，搅拌5分钟，使颗粒表面均匀涂上一层结合剂，然后再把钛酸铝粉体加入，搅拌30分钟备用。把搅拌好的原料加入模具中高压成型，干燥后在1450℃的条件下烧成制得。

实施例5

采用以氧化镁为稳定剂的电熔合成钛酸铝，原料中各组分质量百分含量为Al₂O₃54％，TiO₂41％，CeO₂2％，其余为电熔过程中的杂质元素，颗粒级配如下：1～3mm颗粒：35％、小于1mm颗粒：35％、不大于325目粉体：30％。

把骨料一起搅拌均匀后加入羧甲基纤维素结合剂3％，搅拌5分钟，使颗粒表面均匀涂上一层结合剂，然后再把钛酸铝粉体加入，搅拌30分钟备用。把搅拌好的原料加入模具中高压成型，干燥后在1500℃的条件下烧成制得。

表1    单位：质量百分比

实施例

Al2O3

TiO2

MgO

CeO2

杂质

结合剂

1

53％

40％

4％

0％

3％

3％

2

52％

42％

0％

4％

2％

4％

3

51％

41％

3％

2％

3％

5％

4

50％

43％

2％

2％

3％

5％

5

54％

41％

0％

2％

3％

4％

随着超低碳、纯净钢等一些特种钢种冶炼和连续浇注的发展，质量控制要求和浇注稳定性要求的不断提高，对滑板材质的控制要求也不断提高，本发明能明显降低生产过程中增碳现象，并具有良好的高温耐磨、抗热震、抗冲刷和抗侵蚀能力，市场前景极为广阔。

Claims (4)

1.一种无碳滑板，其特征在于：以电熔合成的钛酸铝为原料，经结合剂结合而成；电熔合成的钛酸铝中组分质量百分含量为：Al₂O₃：50～54%，TiO₂：40～43%，稳定剂：2%～5%，余量为杂质；其中，钛酸铝颗粒级配为1～3mm颗粒35～45%，小于1mm颗粒25～35%，不大于325目细粉25～35%；所述的稳定剂为氧化镁或氧化铈中一种以上。 

2.如权利要求1所述的无碳滑板，其特征在于，所述的结合剂为羧甲基纤维素、黄糊精或聚乙烯醇中的一种。 

3.一种如权利要求1所述的无碳滑板制备方法，其步骤如下： 

1)用Al₂O₃，TiO₂加入稳定剂先进行电熔合成； 

2)把电熔合成的钛酸铝破碎分级，分为1～3mm颗粒，小于1mm颗粒和不大于325目粉体三种； 

3)无碳滑板用钛酸铝颗粒级配为1～3mm颗粒35～45%，小于1mm颗粒25～35%，不大于325目细粉25～35%，外加结合剂3～5%； 

4)把颗粒状钛酸铝骨料一起搅拌均匀后加入结合剂，搅拌3～5分钟，使颗粒表面均匀涂上一层结合剂，然后再把钛酸铝粉体加入，搅拌10～30分钟备用； 

5)把搅拌好的上述原料加入模具中压力成型，干燥后在1450～1500℃的条件下烧成制得。 

4.如权利要求3所述的无碳滑板制备方法，其特征在于：所述的结合剂为羧甲基纤维素、黄糊精或聚乙烯醇中的一种。