專利名稱：一種不燒Al-Al₂O₃無碳復(fù)合滑板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備ー種煉鋼連鑄用滑板，尤其涉及一種潔凈鋼連鑄用的不燒Al-Al2O3無碳復(fù)合滑板及其制備方法，屬于耐火材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
潔凈鋼是優(yōu)質(zhì)鋼中的ー個(gè)重要品種，近年獲得了飛速發(fā)展。關(guān)于潔凈鋼，一般都認(rèn)為潔凈鋼是指對(duì)鋼中非金屬夾雜物(主要是氧化物、硫化物)進(jìn)行嚴(yán)格控制的鋼種。這主要包括鋼中總氧含量低，非金屬夾雜物數(shù)量少、尺寸小、分布均勻、脆性?shī)A雜物少以及合適的夾雜物形狀，鋼中的雜質(zhì)元素一般是指C、S、P、N、H、O。故冶煉潔凈鋼用耐火材料必須滿足不能向鋼液增C、S、P、N、H、0雜質(zhì)元素。目前現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)中滑板的主流產(chǎn)品為鋁碳質(zhì)、鋁鋯碳質(zhì)滑板，其生產(chǎn)過程需要 高溫?zé)珊徒庭ㄐ颉；逶谑褂眠^程中存在碳氧化的問題，碳氧化造成滑板結(jié)構(gòu)疏松，使鐵和錳等的氧化物滲入滑板基體中，與滑板中的氧化鋁發(fā)生反應(yīng)而生成的鋁鐵和錳鋁尖晶石，此反應(yīng)反過來又加速了碳的氧化。并且由于鋁碳、鋁鋯碳滑板材質(zhì)中含有SiO2,與鋼液中及渣中的FeO、MnO、CaO等成分反應(yīng)生成低熔物，使滑板在高溫下不耐沖刷。洪彥若等在研究非氧化物復(fù)合材料吋，提出了金屬塑性相復(fù)合耐火材料的理論及實(shí)現(xiàn)該材料的エ藝，即過渡塑性相エ藝。在剛性的無機(jī)氧化物中加入一定量的金屬，金屬的大部分為過渡塑性相，少部分為金屬塑性相。兩者初始時(shí)均起塑性成型作用，在常溫壓制成型時(shí)金屬的塑性使剛性成型轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄猿尚停岣咧婆鞯拿芏群徒档蜌饪茁?；在燒結(jié)過程，金屬液化或軟化，充填空隙，起助燒劑作用，提高制品致密度。區(qū)別之處在于燒結(jié)過程，過渡塑性相的金屬與環(huán)境氣氛及材料發(fā)生了反應(yīng)，生成了非金屬增強(qiáng)相，提高材料的高溫強(qiáng)度和抗熱震性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在制備出ー種無需高溫?zé)?、無需浸油的不燒Al-Al2O3無碳復(fù)合滑板，其既克服了現(xiàn)有滑板材料中含有大量AIN、Al4C3的制品在常溫下水化嚴(yán)重，產(chǎn)品不能長(zhǎng)期存放，進(jìn)而使得產(chǎn)品エ業(yè)化生產(chǎn)非常困難的缺陷；又精簡(jiǎn)了生產(chǎn)エ序，大大降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好、抗侵蝕性好、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，以滿足潔凈鋼連鑄的需要。本發(fā)明的技術(shù)方案
按重量百分比計(jì)，原料組成為57-87%的剛玉、2-25%的活性氧化鋁、1_20%的金屬Al，外加上述原料總量2-6%的酚醛樹脂為結(jié)合剤。剛玉粒度范圍3 <粒度< 1mm、I <粒度< 0. lmm、0.1 <粒度< Omm,所述活性氧化鋁粒度0.1彡粒度< 0mm，所述金屬Al粒度0.1彡粒度< 0mm。所述不燒Al-Al2O3無碳復(fù)合滑板耐火材料的生產(chǎn)方法，按配比稱取各種原料，混合均勻，經(jīng)混煉得到泥料，然后加壓成型，在120-600°C下干燥5-25h。
本發(fā)明以過渡塑性理論為基礎(chǔ)，在滑板使用過程中，使得金屬Al發(fā)揮過渡塑性相的作用，即部分金屬Al在滑板升溫過程中原位轉(zhuǎn)化為高溫增強(qiáng)相，剰余的金屬Al為塑性相，制備出ー種性能優(yōu)良的無需高溫?zé)?、無需浸油エ序的不燒Al-Al2O3無碳復(fù)合滑板。本發(fā)明的積極效果1、本發(fā)明利用過渡塑性相エ藝制備了 Al-Al2O3金屬與非金屬?gòu)?fù)合無碳滑板?；宀缓珻、不含易水化的Al4C3和A1N、且含活潑的金屬Al，使用時(shí)不會(huì)對(duì)潔凈鋼發(fā)生C、0及H的ニ次污染，能滿足潔凈鋼生產(chǎn)要求。2、本發(fā)明產(chǎn)品無需高溫?zé)伞o需浸油エ序，大大降低了生產(chǎn)成本。3、本發(fā)明所得產(chǎn)品為金屬和非金屬結(jié)合的無碳滑板，其中游離態(tài)的Al降低材料的氣孔率并發(fā)揮著塑性相的作用，提高材料的韌性和抗熱震性能，同時(shí)Al使制品氧位降低，不會(huì)對(duì)潔凈鋼產(chǎn)生0污染。4、由于試樣內(nèi)部沒有Al4C3和AlN的存在，使得滑板具有良好的抗水化性能，并便 于滑板的長(zhǎng)期存放。5、本發(fā)明產(chǎn)品具有優(yōu)良的物理性能指標(biāo)。顯氣孔率3-10%、體積密度3. 05-3. 40g/cm3、常溫耐壓強(qiáng)度100_250MPa、高溫抗折強(qiáng)度10_70Mpa。6、本發(fā)明的滑板產(chǎn)品能滿足鋼鐵行業(yè)的高效連鑄和產(chǎn)品高性能、高附加值的潔凈鋼等等方面的要求，并且生產(chǎn)成本大大降低，市場(chǎng)潛カ大，適宜于推廣應(yīng)用，將具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 : 一種不燒Al-Al2O3無碳復(fù)合滑板的制備方法，按重量百分比計(jì)，原料組成為82%的剛玉、15%的活性氧化鋁、3%的金屬鋁粉，外加3. 5%的熱固性酚醛樹脂。生產(chǎn)時(shí)，先按配比稱取各種原料，混合均勻，經(jīng)混煉得到泥料，然后經(jīng)摩擦壓カ機(jī)壓制成型，在120-600°C下干燥9h ;再經(jīng)加箍、磨制、涂布即制成本發(fā)明產(chǎn)品。所述粉料為粒度小于325目的金屬Al粉、活性氧化鋁及部分剛玉，所述骨料為粒度為3-lmm、l_0.1mm的剛玉；上述剛玉分為板狀剛玉和白剛玉。所得產(chǎn)品的性能指標(biāo)為顯氣孔率3. 8%，體積密度3. 35g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度200MPa，高溫抗折強(qiáng)度47MPa，其抗熱震性、抗侵蝕性、抗氧化性及抗水化性均較好。實(shí)施例2 :生產(chǎn)エ藝和實(shí)施例1相同，不同之處在于
按重量百分比計(jì)，原料組成為82%的剛玉、12%的活性氧化鋁、6%的金屬鋁粉，外力ロ3. 5%的熱固性酚醛樹脂。所得產(chǎn)品的性能指標(biāo)為顯氣孔率3. 9%，體積密度3. 32g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度190MPa，高溫抗折強(qiáng)度61MPa，其抗熱震性、抗侵蝕性、抗氧化性及抗水化性均較好。實(shí)施例3 :生產(chǎn)エ藝和實(shí)施例1相同，不同之處在于
按重量百分比計(jì)，原料組成為82%的剛玉、9%的活性氧化鋁、9%的金屬鋁粉，外加3. 5%的熱固性酚醛樹脂。所得產(chǎn)品的性能指標(biāo)為顯氣孔率4. 2%，體積密度3. 28g/cm3，常溫耐壓強(qiáng)度187MPa，高溫抗折強(qiáng)度50MPa，其抗熱震性、抗侵蝕性、抗氧化性及抗水化性均較好。實(shí)施例4 :生產(chǎn)エ藝和實(shí)施例1相同，不同之處在于
按重量百分比計(jì)，原料組成為82%的剛玉、6%的活性氧化鋁、12%的金屬鋁粉，外力ロ3. 5%的熱固性酚醛樹脂。所得產(chǎn)品的性能指標(biāo)為顯氣孔率4. 6%，體積密度3. 22g/cm3,常溫耐壓強(qiáng)度177MPa，高溫抗折強(qiáng)度38MPa，其抗熱震性、抗侵蝕性、抗氧化性及抗水化性均較好。實(shí)施例5 :生產(chǎn)エ藝和實(shí)施例1相同，不同之處在于
按重量百分比計(jì)，原料組成為82%的剛玉、3%的活性氧化鋁、15%的金屬鋁粉，外力ロ3. 5%的熱固性酚醛樹脂。所得產(chǎn)品的性能指標(biāo)為顯氣孔率6. 3%，體積密度3. 14g/cm3，常 溫耐壓強(qiáng)度165MPa，高溫抗折強(qiáng)度27MPa，其抗熱震性、抗侵蝕性、抗氧化性及抗水化性均較好。
權(quán)利要求
1.一種不燒Al-Al2O3無碳復(fù)合滑板，其特征在于按重量百分比計(jì)，原料組成為57-87%的剛玉、2-25%的活性氧化鋁、1-20%的金屬Al，外加上述原料總量2-6%的酚醛樹脂為結(jié)合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不燒Al-Al2O3無碳復(fù)合滑板，其特征在于所述剛玉粒度范圍為3≤粒度< 1mm、I≤粒度< O. lmm、0.1≤粒度< 0mm，所述活性氧化鋁粒度為0· I (粒度< 0mm，所述金屬Al粒度為0· I≤粒度< 0mm。
3.權(quán)利要求1或2所述的不燒Al-Al2O3無碳復(fù)合滑板的制備方法，其特征在于按配比稱取各種原料，混合均勻，經(jīng)混煉得到泥料，然后加壓成型，在120-600°C下干燥5-25h，再經(jīng)加箍、磨制、涂布即制成本發(fā)明產(chǎn)品。
全文摘要
一種不燒Al-Al2O3無碳復(fù)合滑板及其制備方法，屬于耐火材料領(lǐng)域?；逶辖M成為57-87%的剛玉、2-25%的活性氧化鋁、1-20%的金屬Al，外加原料總量2-6%的酚醛樹脂為結(jié)合劑。生產(chǎn)時(shí)按配比稱取各種原料，混合均勻，經(jīng)混煉得到泥料，然后壓制成型，在120℃-600℃下干燥5-25h。該產(chǎn)品具有金屬-非金屬結(jié)合的結(jié)構(gòu)，顯氣孔率3-10%、體積密度3.05-3.40g/cm3、常溫耐壓強(qiáng)度100-250MPa、高溫抗折強(qiáng)度10-70Mpa。本產(chǎn)品無需高溫?zé)桑瑹o需浸油工序，生產(chǎn)成本低，所用原料成分化學(xué)穩(wěn)定性高、氧位低，不含碳和易水化的Al4C3，無二次C、O、H及其它雜質(zhì)的污染，產(chǎn)品具有優(yōu)良的抗熱震性。
文檔編號(hào)C04B35/66GK103011867SQ20131000026
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月3日
發(fā)明者李勇, 張軍杰 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)