一种添加SiALON粉的镁碳质滑板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种添加SiALON粉的镁碳质滑板及其制备方法，其配方如下：电熔镁砂颗粒55～70份、电熔镁砂细粉12～38份、氧化硅微粉1～6.0份、碳化硅细粉0.5～3.0份、金属硅粉细粉0.5～3.0份、SiALON粉3～8份、炭黑N330 0.5～3.0份、树脂1结合剂3～4份、树脂2结合剂2～4份。本发明专利技术钢包下水口用添加赛隆(SiALON)粉的镁碳滑板具有抗钢水和钢渣的侵蚀和冲刷，热震稳定性好，荷重软化点高等优点。

A Magnesium-Carbon Slider with SiALON Powder and Its Preparation Method

The invention discloses a magnesia-carbon slide plate with SiALON powder and its preparation method. The formula is as follows: 55-70 parts of fused magnesia particles, 12-38 parts of fused magnesia powder, 1-6.0 parts of silica powder, 0.5-3.0 parts of silicon carbide powder, 0.5-3.0 parts of metallic silica powder, 3-8 parts of SiALON powder, 0.5-3.0 parts of carbon black, 3-4 parts of resin binder and 2-4 parts of resin binder. \u3002 The magnesia-carbon slide plate with SiALON powder added to the ladle nozzle has the advantages of anti-corrosion and erosion of molten steel and steel slag, good thermal shock stability and high load softening point.

【技术实现步骤摘要】
一种添加SiALON粉的镁碳质滑板及其制备方法
本专利技术涉及冶炼帘线钢用耐火材料领域，具体地说，涉及一种钢包用添加赛隆(SiALON)粉的镁碳质滑板配方及其制备方法。
技术介绍
目前钢包滑板多采用机压成型的铝碳质、铝锆碳质滑板、以锆刚玉、白刚玉、板状刚玉等为主要原料，添加适量的碳素材料，如石墨，以酚醛树脂为结合剂，机压烘干而成。而铝碳质、铝锆碳质滑板在冶炼帘线钢使用中存在如下问题：(1)铝碳质、铝锆碳质滑板特别是在高温氧化后强度特别低，在使用过程中结构疏松，抗钢水冲刷能力大幅度下降，铝碳质、铝锆碳质滑板孔径扩径大。(2)铝碳质、铝锆碳质滑板因含有大量的氧化铝，而冶炼帘线钢的钢种要求不能用含氧化铝的材料，否则对帘线钢的品质有影响。(3)由于铝碳质、铝锆碳质滑板抗钢渣的侵蚀性不如镁碳质滑板；导致铝碳质、铝锆碳质滑板因孔径扩径大导致使用寿命明显低于镁碳质滑板。从近期国内外技术发展趋势看，有以下几种途径提高钢包滑板的性能：(1)通过改进材质提高制品的性能，例如提高材料档次，电熔镁砂粉来提高制品的抗侵蚀性能和冲刷性能；(2)改进制造工艺，加入氮化物赛隆(SiALON)结合粉，大幅度提高制品中高温强度，提高抗热震性能和耐冲刷能力。(3)进行钢包下水口双面加压，降低其气孔率，提高其体积密度，提高其抗冲刷能力。因此，如何提供一种性能好的滑板成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对现有技术中含碳耐火材料的碳容易氧化的不足，加入氮化物赛隆(SiALON)降低镁碳滑板的碳含量，增强镁碳质滑板强度、抗氧化性和抗钢渣侵蚀性。钢包滑板中总碳含量(含树脂碳等)低于4％，使其具有对钢水增碳很少，既能满足转炉冶炼帘线钢要求，具有良好的抵抗钢水和钢渣的侵蚀性能和抗冲刷能力，又能满足冶炼帘线钢的生产，克服铝碳质滑板对帘线钢品质影响。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种添加SiALON粉的镁碳质滑板，包括以下重量份数的原料：电熔镁砂颗粒55～70份电熔镁砂细粉12～38份氧化硅微粉1～6份黑碳化硅粉0.5～3份金属硅粉0.5～3份SiALON粉3～8份炭黑0.5～3份树脂1结合剂3～4份树脂2结合剂2～4份。优选的，包括以下重量份数的原料：电熔镁砂颗粒60～65份电熔镁砂细粉20～30份氧化硅微粉2～5份黑碳化硅粉1～2份金属硅粉1～2份SiALON粉4～7份炭黑1～2份树脂1结合剂3～4份树脂2结合剂2～4份。优选的，所述电熔镁砂颗粒粒级有三种：3～1mm、1～0.5mm、0.5～0mm，其化学组分的质量百分比均为：MgO≥95％、SiO2≤0.1％、Fe2O3≤0.2％、Na2O+K2O≤0.3％。优选的，所述电熔镁砂细粉的粒级为200目以上，其化学组分的质量百分比为：MgO≥95.0％、SiO2≤0.3％、Fe2O3≤0.4％、Na2O+K2O≤0.3％。优选的，所述黑碳化硅粉和金属硅粉的粒级为320目以上，黑碳化硅粉的化学组分质量百分含量为：SiC≥95.0％、Na2O+K2O≤0.4％；金属硅粉的化学组分质量百分含量为：Si≥95.0％、Na2O+K2O≤0.4％。优选的，所述SiALON粉的平均粒级为5μm，其化学组分质量百分含量为SiALON≥98.0％。优选的，所述炭黑为N330，其平均粒级为20nm，质量百分比为：C≥98％。优选的，上述本专利技术采用的电熔镁砂颗粒为95电熔镁砂颗粒；电熔镁砂细粉为95电熔镁砂细粉。一种添加SiALON粉的镁碳质滑板的制备方法，包括以下步骤：1)称取上述所述的各原料备用；2)将步骤1)称取的电熔镁砂细粉、炭黑、氧化硅微粉、SiALON粉、黑碳化硅粉、金属硅粉共磨，混合均匀，制成共磨粉；3)将步骤1)称取的电熔镁砂颗粒加入高速混碾机干混3～5min，一次性缓慢加入结合剂1后，接着加入结合剂2，两种结合剂需要在3min内加完；接着加入按步骤2)制备的共磨粉，需要碾压30～35min才允许从高速混碾机中出料，出好的料需要困料0.5～1h，再把困好的料在1000吨摩擦压力机下压制成半成品，半成品需放置≥12h，才可以产品入干燥窑热处理≥24h才出窑拣选，即得所述添加SiALON粉的镁碳质滑板。优选的，树脂结合剂的性能如下：优选的，所述步骤3)中干燥窑的进窑口温度≤40℃，且半成品需要在40℃到80℃烘烤时间9±3h，80℃到120℃烘烤时间8±4h，120℃到200℃烘烤时间7±3h,200℃保温12±6h。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术有益效果为：1、通过加入新型非氧化物赛隆(SiALON)，通过高速恒温混练工艺，使之分散均匀，在制品使用中形成分布均匀和尺寸微细的气孔，能够很好的吸收和耗散弹性应变能，缓解热应力对材料的破坏作用，改善镁质滑板的热震稳定性，提高其抗剥落性和抵抗渣和钢水的侵蚀性能。2、采用金属硅粉和碳化硅粉复合抗氧化剂，有效地防止树脂在中高温下的氧化，显著减少材料因高温氧化脱碳而引起的结构剥落。3、加入低膨胀性能赛隆(SiALON)和炭黑，吸收电熔镁砂热膨胀产生的应力，提高材料的抗热震性和抗剥落性。利用其在高温下具有优良抗钢渣的侵蚀，提高复合材料的侵蚀和抗冲刷性。4、本专利技术制备的镁碳质滑板应用于钢包下水口具有抗钢水和钢渣的侵蚀和冲刷，热震稳定性好，荷重软化点高等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本专利技术生产工艺的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行完整、清楚的描述。本专利技术各实施例所采用原料的粒型及百分比如下表所示：本专利技术三种实施方式的工艺过程如附图1所示，混合设备为高速混碾机。开机后先加入95电熔镁砂粉、N330、氧化硅微粉、赛隆(SiALON)粉、碳化硅粉、金属硅粉共磨，混合均匀制成共磨粉；在生产时，先将三种95电熔镁砂颗粒按上述组分比例加入高速混碾机中干混3～5min，一次性缓慢加入结合剂1后，接着加入结合剂2，两种结合剂需要在3min内加完；接着加入按步骤2)制备的共磨粉，需要碾压30～35min才允许从高速混碾机中出料，出好的料需要困料0.5h，再把困好的料在1000吨摩擦压力机上成型。按成型操作要求加料，先轻后重的原则进行压制。压好的半成品放置≥12h后，然后入干燥窑，要求进窑口温度≤40℃，且半成品需要在40℃～80℃烘烤时间9±3h，80℃～120℃烘烤时间8±4h，120℃～200℃烘烤时间7±3h,200℃保温12±6h。本专利技术所述的钢包下水口用添加赛隆(SiALON)粉的镁碳质滑板的主要理化指标如下：MgO≥82％、C≤4％、200℃烘后体积密度≥3.10g/cm3、显气孔率(200℃×24h)≤5％、耐压强度(200℃×24h)≥120MPa、线变化率(1600℃×3h)0～1.0％。本产品钢包滑动系统使用，其使用寿命≥2次，在使用过程中强度高、抗冲刷、耐侵蚀、热稳定性好。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种添加SiALON粉的镁碳质滑板，其特征在于，包括以下重量份数的原料：电熔镁砂颗粒 55～70份电熔镁砂细粉 12～38份氧化硅微粉 1～6份黑碳化硅粉 0.5～3份金属硅粉 0.5～3份SiALON粉 3～8份炭黑 0.5～3份树脂1结合剂 3～4份树脂2结合剂 2～4份。

【技术特征摘要】
1.一种添加SiALON粉的镁碳质滑板，其特征在于，包括以下重量份数的原料：电熔镁砂颗粒55～70份电熔镁砂细粉12～38份氧化硅微粉1～6份黑碳化硅粉0.5～3份金属硅粉0.5～3份SiALON粉3～8份炭黑0.5～3份树脂1结合剂3～4份树脂2结合剂2～4份。2.根据权利要求1所述的一种添加SiALON粉的镁碳质滑板，其特征在于，包括以下重量份数的原料：电熔镁砂颗粒60～65份电熔镁砂细粉20～30份氧化硅微粉2～5份黑碳化硅粉1～2份金属硅粉1～2份SiALON粉4～7份炭黑1～2份树脂1结合剂3～4份树脂2结合剂2～4份。3.根据权利要求1或2所述的一种添加SiALON粉的镁碳质滑板，其特征在于，所述电熔镁砂颗粒粒级有三种：3～1mm、1～0.5mm、0.5～0mm，其化学组分的质量百分比均为：MgO≥95％、SiO2≤0.1％、Fe2O3≤0.2％、Na2O+K2O≤0.3％。4.根据权利要求1或2所述的一种添加SiALON粉的镁碳质滑板，其特征在于，所述电熔镁砂细粉的粒级为200目以上，其化学组分的质量百分比为：MgO≥95.0％、SiO2≤0.3％、Fe2O3≤0.4％、Na2O+K2O≤0.3％。5.根据权利要求1或2所述的一种添加SiALON粉的镁碳质滑板，其特征在于，所述黑碳化硅粉和金属硅粉的粒级为320目以上，黑碳化硅粉的化学组分质量百分含量为：SiC≥95.0％、Na2O+K2O≤0.4％；金属硅粉的化学组分质量百分含量为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈正常，马军强，蔚文绪，
申请(专利权)人：洛阳科创新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41