一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其技術(shù)方案是：用打漿機將耐火纖維攪拌分散為耐火纖維料漿，將耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯；再將爐底輥套管的濕管坯烘干成爐底輥套管的外層管坯，將爐底輥套管的外層管套裝在剛性管芯上組裝成爐底輥套管坯；然后將組裝后的爐底輥套管坯經(jīng)結(jié)合劑溶液浸泡，在200~500℃條件下熱處理4~8小時；最后將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具有表面柔性的高溫爐底輥套管。本發(fā)明具有強度高、抗氧化性好、使用壽命長和有利于提高鋼板質(zhì)量的特點。
【專利說明】一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于爐底輥套管【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管 及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 20世紀(jì)80年代以來，鋼鐵工業(yè)開發(fā)出連續(xù)退火爐用于生產(chǎn)高質(zhì)量鋼薄板，由此 產(chǎn)生了對高質(zhì)量爐底輥的實際需求，而且這種需求隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而日益增長。由于 硅鋼薄板具有特殊的物理性能，生產(chǎn)硅鋼板的連續(xù)退火爐對爐底輥套管具有更加獨特的要 求，目前硅鋼爐底輥所使用的套管為碳質(zhì)材料套管。
[0003] 專利 JP57140377A、JP57137419A、CN1117479、CN1994967、CN2199206 和 CN 1092324A分別敘述了硅鋼爐底輥套管及其制備和表面處理方法，所制備的碳質(zhì)爐底輥套 管能夠用于硅鋼板的生產(chǎn)，其中日本爐底輥套管的質(zhì)量雖較好。但在生產(chǎn)應(yīng)用中也存在一 些突出的問題，例如：耐磨性差，使用一段時間后爐底輥套管中間被磨損變細(xì)而形成"啞鈴 狀"，造成鋼板變形而出現(xiàn)次品；抗氧化性不好，在熱處理硅鋼的高溫條件下逐漸被爐中的 高溫H 20氣體所氧化，使碳質(zhì)爐底輥套管表面疏松和耐磨性降低，進而縮短使用壽命。專 利CN1172172用等離子噴涂技術(shù)先在輥基的底層噴涂NiCr合金、再在混合的過渡層噴 涂NiCr合金和Y 203-Zr02陶瓷、然后在表面層噴涂Y203-Zr0 2陶瓷，最后將噴涂好的爐底輥 打磨拋光，可提高爐底輥的表面硬度及耐磨性，但不能解決氧化物陶瓷與氧化鐵的化學(xué)親 合性與結(jié)瘤問題，實際生產(chǎn)使用中出現(xiàn)爐底輥表面結(jié)瘤并劃傷硅鋼板而造成廢品。專利 CN1056193C采用浸漬處理罐進行真空、加壓、滲金屬鉻（或鋯）處理，以期增加爐底輥石墨 碳套的機械強度和柔韌性，但該發(fā)明還是屬于炭質(zhì)材料制作的剛性制品。專利CN1924031 選用國產(chǎn)耐火纖維制品，采用三重加固法和內(nèi)柔外剛結(jié)構(gòu)，提高爐底輥的抗熱震性和絕熱 性能，但爐底輥的表層部分還是剛性體，未能解決爐底輥表面結(jié)瘤問題。為解決結(jié)瘤等問 題，專利CN101885615B盡管較好地克服上述問題，但還是屬于剛性物體，輥的表面與鋼板 剛性接觸，難以避免磨損問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種強度高、抗氧化、耐磨損和有利于 提高鋼板質(zhì)量的具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案的具體步驟是： 第一步、制備料漿 將耐火纖維置于裝有水溶液的制漿池或制漿桶中，用打漿機攪拌分散為耐火纖維料 漿。
[0006] 第二步、成型與干燥 將所述耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底輥套管的 外層濕管坯置入烘干房或干燥器中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯。
[0007] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在剛性管芯上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝后的爐 底輥套管坯置于結(jié)合劑溶液中浸泡，取出浙干，得到浸泡后的爐底輥套管坯。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在20(T500°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0008] 所述的耐火纖維為硅酸鋁耐火纖維、莫來石耐火纖維、氧化鋁耐火纖維和氧化鋯 耐火纖維中的一種。
[0009] 所述的剛性管芯為耐熱鋼管、石英質(zhì)陶瓷管、高鋁質(zhì)陶瓷管、莫來石質(zhì)陶瓷管、氧 化鋁質(zhì)陶瓷管、碳化硅質(zhì)陶瓷管和氮化硅質(zhì)陶瓷管中的一種。
[0010] 所述的結(jié)合劑溶液為硅溶膠、水玻璃、工業(yè)磷酸或磷酸二氫鋁與水配制的質(zhì)量濃 度為0. 5~10%的溶液，或為水溶性酚醛樹脂與水配制成的質(zhì)量濃度為0. 8~10%的溶液。 [0011] 由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果： 本發(fā)明采用強度高、耐熱性好的耐熱鋼管或耐火陶瓷管芯，能夠保證爐底輥套管在使 用過程中不彎曲變形，能夠保證承托被加熱鋼板的工業(yè)要求；爐底輥套管的外層采用耐火 纖維層，耐火纖維層與鋼板柔性接觸，有利于鋼板的表面質(zhì)量，而且采用的耐火纖維都是氧 化物纖維，能避免高溫氧化損壞問題，可增強材料的耐用性，延長使用壽命，提高經(jīng)濟效益。
[0012] 因此，本發(fā)明具有強度高、抗氧化性好、使用壽命長和有利于提高鋼板質(zhì)量的特 點。

【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
[0014] 實施例1 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其制備方法的具體步驟是： 第一步、制備料漿 將莫來石耐火纖維置于裝有水溶液的制漿池中，用打漿機攪拌分散為莫來石耐火纖維 料漿。
[0015] 第二步、成型與干燥 將所述莫來石耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底輥 套管的外層濕管坯置入烘干房中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯。
[0016] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在氧化鋁質(zhì)陶瓷管上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝 后的爐底棍套管述置于濃度為〇. 5~3%的水玻璃溶液中浸泡，取出浙干，得到浸泡后的爐底 輥套管坯。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在20(T300°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0017] 實施例2 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其制備方法的具體步驟是 第一步、制備料漿 將硅酸鋁耐火纖維置于裝有水溶液的制漿桶中，用打漿機攪拌分散為硅酸鋁耐火纖維 料漿。
[0018] 第二步、成型與干燥 將所述硅酸鋁耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底輥 套管的外層濕管坯置入干燥器中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯。
[0019] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在耐熱鋼管上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝后的爐 底輥套管坯置于質(zhì)量濃度為3~6%的硅溶膠溶液中浸泡，取出浙干，得到浸泡后的爐底輥套 管坯。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在30(T400°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0020] 實施例3 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其制備方法的具體步驟是 第一步、制備料漿 將氧化鋁耐火纖維置于裝有水溶液的制漿池中，用打漿機攪拌分散為氧化鋁耐火纖維 料漿。
[0021] 第二步、成型與干燥 將所述氧化鋁耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底輥 套管的外層濕管坯置入烘干房中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯。
[0022] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在碳化硅質(zhì)陶瓷管上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝 后的爐底輥套管坯置于質(zhì)量濃度為疒10%的磷酸二氫鋁溶液中浸泡，取出浙干，得到浸泡 后的爐底棍套管述。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在40(T500°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0023] 實施例4 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其制備方法的具體步驟是： 第一步、制備料漿 將氧化鋯耐火纖維置于裝有水溶液的制漿池中，用打漿機攪拌分散為氧化鋯耐火纖維 料漿。
[0024] 第二步、成型與干燥 將所述氧化鋯耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底輥 套管的外層濕管坯置入烘干房或干燥器中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的 外層管坯。
[0025] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在氮化硅質(zhì)陶瓷管上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝 后的爐底輥套管坯置于質(zhì)量濃度為4~7%的工業(yè)磷酸溶液中浸泡，取出浙干，得到浸泡后的 爐底輥套管坯。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在30(T450°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0026] 實施例5 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其制備方法的具體步驟是： 第一步、制備料漿 將硅酸鋁耐火纖維置于裝有水溶液的制漿桶中，用打漿機攪拌分散為硅酸鋁耐火纖維 料漿。
[0027] 第二步、成型與干燥 將所述硅酸鋁耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底輥 套管的外層濕管坯置入烘干房中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯。
[0028] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在高鋁質(zhì)陶瓷管上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝后 的爐底輥套管坯置于質(zhì)量濃度為1. 5~4%的水玻璃溶液中浸泡，取出浙干，得到浸泡后的爐 底輥套管坯。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在26(T320°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0029] 實施例6 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其制備方法的具體步驟是： 第一步、制備料漿 將莫來石耐火纖維置于裝有水溶液的制漿池中，再用打漿機攪拌分散為莫來石耐火纖 維料漿。
[0030] 第二步、成型與干燥 先將所述莫來石耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底 輥套管的外層濕管坯置入烘干房中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯。
[0031] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在石英質(zhì)陶瓷管上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝后 的爐底輥套管坯置于質(zhì)量濃度為:Γ6%的硅溶膠溶液中浸泡，取出浙干，得到浸泡后的爐底 輥套管坯。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在20(T300°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0032] 實施例7 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其制備方法的具體步驟是： 第一步、制備料漿 將氧化鋯耐火纖維置于裝有水溶液的制漿池中，再用打漿機攪拌分散為氧化鋯耐火纖 維料漿。
[0033] 第二步、成型與干燥 先將所述氧化鋯耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底 輥套管的外層濕管坯置入烘干房中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯。
[0034] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在莫來石質(zhì)陶瓷管上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝 后的爐底輥套管坯置于質(zhì)量濃度為2~5%的水溶性酚醛樹脂溶液中浸泡，取出浙干，得到浸 泡后的爐底棍套管述。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在20(T250°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0035] 實施例8 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其制備方法的具體步驟是： 第一步、制備料漿 將硅酸鋁耐火纖維置于裝有水溶液的制漿桶中，用打漿機攪拌分散為硅酸鋁耐火纖維 料漿。
[0036] 第二步、成型與干燥 將所述硅酸鋁耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底輥 套管的外層濕管坯置入干燥器中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯。
[0037] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在耐熱鋼管上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝后的爐 底輥套管坯置于質(zhì)量濃度為〇. 5~2%的水溶性酚醛樹脂溶液中浸泡，取出浙干，得到浸泡后 的爐底輥套管坯。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在30(T400°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0038] 實施例9 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管及其制備方法。其制備方法的具體步驟是： 第一步、制備料漿 將氧化鋁耐火纖維置于裝有水溶液的制漿池中，用打漿機攪拌分散為氧化鋁耐火纖維 料漿。
[0039] 第二步、成型與干燥 將所述氧化鋁耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底輥 套管的外層濕管坯置入烘干房中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯。
[0040] 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在碳化硅質(zhì)陶瓷管上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝 后的爐底輥套管坯置于質(zhì)量濃度為5~10%的水溶性酚醛樹脂溶液中浸泡，取出浙干，得到 浸泡后的爐底棍套管述。 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在40(T500°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
[0041] 本【具體實施方式】采用具有柔性的耐火纖維和強度高、耐高溫的剛性套管制備成復(fù) 合爐底輥套管，由于管芯采用了強度高、耐熱性好的耐熱鋼管或耐火陶瓷管，能夠保證爐底 輥套管在使用過程中不彎曲變形，能夠保證承托被加熱鋼板的工業(yè)要求；套管的外層采用 耐火纖維層，耐火纖維層與鋼板柔性接觸，有利于鋼板的表面質(zhì)量，而且采用的耐火纖維都 是氧化物耐火纖維，不存在高溫氧化損壞問題，可增強材料的耐用性，延長使用壽命，提高 經(jīng)濟效益。
[0042] 因此，本【具體實施方式】具有強度高、抗氧化性好、使用壽命長并有利于提高鋼板質(zhì) 量的特點。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有表面柔性的高溫爐底輥套管的制備方法，其特征在于所述制備方法的具體 步驟是： 第一步、制備料漿 將耐火纖維置于裝有水溶液的制漿池或制漿桶中，用打漿機攪拌分散為耐火纖維料 漿； 第二步、成型與干燥 將所述耐火纖維料漿裝入模具中壓制為爐底輥套管的外層濕管坯，再將爐底輥套管的 外層濕管坯置入烘干房或干燥器中，升溫至110°c，保溫24小時，獲得爐底輥套管的外層管 坯； 第三步、組裝與浸泡 將爐底輥套管的外層管坯套裝在剛性管芯上，組裝成爐底輥套管坯；再將組裝后的爐 底輥套管坯置于結(jié)合劑溶液中浸泡，取出浙干，得到浸泡后的爐底輥套管坯； 第四步、熱處理與表面加工處理 將浸泡后的爐底輥套管坯置于熱處理爐中，在20(T500°C條件下熱處理4~8小時，得到 熱處理后的爐底輥套管；再將熱處理后的爐底輥套管的表面進行機械加工和修整，制得具 有表面柔性的高溫爐底輥套管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有表面柔性的高溫爐底輥套管的制備方法，其特征在于所 述的耐火纖維為硅酸鋁耐火纖維、莫來石耐火纖維、氧化鋁耐火纖維和氧化鋯耐火纖維中 的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有表面柔性的高溫爐底輥套管的制備方法，其特征在于所 述的剛性管芯為耐熱鋼管、石英質(zhì)陶瓷管、高鋁質(zhì)陶瓷管、莫來石質(zhì)陶瓷管、氧化鋁質(zhì)陶瓷 管、碳化硅質(zhì)陶瓷管和氮化硅質(zhì)陶瓷管中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有表面柔性的高溫爐底輥套管的制備方法，其特征在于所 述的結(jié)合劑溶液為硅溶膠、水玻璃、工業(yè)磷酸或磷酸二氫鋁與水配制的質(zhì)量濃度為〇. 5~10% 的溶液，或為水溶性酚醛樹脂與水配制成的質(zhì)量濃度為〇. 8~10%的溶液。
5. -種具有表面柔性的高溫爐底輥套管，其特征在于所述的具有表面柔性的高溫爐底 輥套管是根據(jù)權(quán)利要求Γ4項中的任一項所述的具有表面柔性的高溫爐底輥套管的制備 方法所制備的具有表面柔性的高溫爐底輥套管。
【文檔編號】C04B35/66GK104150928SQ201410387970
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】祝洪喜, 曾憲剛, 駱忠漢 申請人:湖北朗馳新型材料有限公司