一种添加钛酸铝的Al制造技术

本发明专利技术具体涉及一种添加钛酸铝的Al

【技术实现步骤摘要】
一种添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖及其生产方法
本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖及其生产方法。
技术介绍
滑动水口是控制钢水流量的重要功能耐火材料，滑板砖是滑动水口的关键组成部分，是决定滑动水口功能的部件，在使用过程中需要承受钢水的高温、机械冲刷和化学侵蚀，使用条件苛刻，特别是在品种钢冶炼使用时，对滑板砖的损毁更加严重，对其性能和安全性要求更加严格。目前，品种钢冶炼使用的滑板砖主要是高温烧成和中温处理铝碳质、铝锆碳质滑板砖，高温烧成滑板砖由于热处理温度较高，需要沥青浸渍和干馏处理，节能环保效果较差，同时高温烧成滑板砖中需要添加金属硅，利用金属硅在热处理过程中原位反应形成非氧化物，形成结合强度，在冶炼钙处理钢时硅和钙易形成低熔物，造成滑板砖损毁，影响高温烧成滑板砖的使用；低温处理滑板砖对品种钢具有较好的适应性，但是该滑板砖在热处理过程中内部形成大量AlN、Al4C3，在生产和使用过程中易水化，造成滑板砖结构破坏，限制了滑板砖的生产和使用，严重时还会导致恶性事故的发生。因此，开发品种钢用不烧滑板砖，改善滑板砖对品种钢的适应性，提高其抗水化性、热震稳定性和抗侵蚀性，从而提高其使用寿命。
技术实现思路
本专利技术涉及一种添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖及其生产方法，旨在制备出一种无需高温烧成，无需沥青浸渍和干馏的不烧滑板砖，该滑板砖克服了现有中温处理滑板材料中因含有大量AlN、Al4C3而不能长期存放，进而使得产品工业化生产非常困难的缺陷；又精简了生产工序，大大降低生产成本。同时具有强度高、热震稳定性好、抗侵蚀性好、寿命长等特点。本专利技术的技术方案：一种添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖，按重量百分比计，原料组成为68-90％的刚玉、3-15％活性氧化铝微粉，5-15％的钛酸铝，0.5-1％的碳化硼，0-1％的-298鳞片石墨，0-1％的碳黑，外加上述原料总量3-5％的热固性酚醛树脂结合剂。所述刚玉为板状刚玉和白刚玉，板状刚玉粒度范围为：1＜粒度1≤2mm、0.5＜粒度2≤1mm、0.2≤粒度3≤0.5mm；白刚玉粒度范围为：粒度4≤0.2mm、粒度5≤0.044mm。所述钛酸铝为α-Al2O3和金红石型TiO2通过固相反应烧结法合成，其组分含量为Al2O3：60-80％，TiO2：20-40％；所述钛酸铝粒度范围为：粒度≤0.1mm。所述活性氧化铝微粉的型号为CL370，所述碳黑的型号为N220。所述碳化硼的粒度范围为：粒度≤0.044mm。所述-298鳞片石墨为-200目细粉，C％≥98％。板状刚玉和白刚玉不同粒度的重量比为：粒度1：粒度2：粒度3：粒度4：粒度5＝15-30：8-20：10-20：10-20：0-25。所述的添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖的生产方法，包括以下步骤：(1)按配比称取各种原料，先将所有粒度≤0.5mm的粉料投入混合机中混合均匀，得到混合粉，备用；(2)将所有粒度>0.5mm的骨料加入湿碾机中，混合均匀，再向湿碾机中加入热固性酚醛树脂；(3)待热固性酚醛树脂均匀的包裹到骨料上，再加入混合粉，混练30-40分钟后得到成型用泥料，泥料在恒温恒湿的条件下困料8-12小时后进行压制成型，得到滑板砖坯；(4)将砖坯自然干燥12-24小时后，进入干燥器烘干，干燥温度180-250℃，逐渐升温使干燥温度达到目标温度后保温8-10h；(5)干燥后产品再经加箍、磨制、涂布，即制成本专利技术产品。所述步骤(3)中恒温恒湿的具体条件为：温度为20-30℃，湿度为40-50％。所述步骤(4)中升温速度为：100℃之前为5-10℃/h，100℃之后为10-15℃/h。本专利技术的有益效果1、本专利技术利用过渡塑性相工艺制备添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖，由于引入钛酸铝替代金属铝，钛酸铝具有耐高温性强，在热处理过程中不易分解，滑板砖在生产和使用过程中不会生成易水化的Al4C3和AlN，具有较好的抗水化性能，避免了滑板砖在生产和使用过程中的水化风险，同时便于滑板的长期存放。2、钛酸铝和金属铝相比，还具有热膨胀系数小的特点，引入到滑板砖中可降低滑板砖线变化率，滑板砖在使用过程中由于高温钢水的热效应，形成了从滑板砖铸孔到滑板砖边缘由内带外的热梯度，滑板砖的线变化较低时，受温度的影响较小，可减少由于不同部位线变化不一致而造成的内部应力的产生，提高滑板砖的热震稳定性，进而提高其使用寿命。钛酸铝还具抗渣、耐侵蚀、耐碱和对多种金属及玻璃的不浸润性的特点，可提高滑板砖的抗侵蚀性，提高滑板砖对钢种的适应性。另外，钛酸铝和金属铝相比成本相对较低，可降低滑板砖的材料成本。3、本申请对原料组成中板状刚玉和白刚玉的粒度及重量比例进行限定，一方面保证不同粒度的颗粒料和细粉料比例合理，另一方面保证不同粒度的颗粒料占比合理，合理的粒度级配能保证产品的体积密度和显气孔率。另外，在滑板砖的生产方法中，由于结合剂酚醛树脂的固化反应受温度影响较大，故设置干燥时100℃之前的升温速度较100℃之后稍慢，能保证树脂固化后结构更完整，可提高产品的强度。4、本专利技术产品无需高温烧成，无需沥青浸渍和干馏工序，简化了生产工序，大大降低了生产成本。本专利技术产品具有优良的物理性能指标：显气孔率6-10％、体积密度3.00-3.20g/cm3、常温耐压强度100-230MPa、常温抗折强度10-20MPa，高温抗折强度(1450℃×3h埋碳)10-50MPa，残余耐压强度保持率(1100℃水冷3次)45-61％，1450℃热膨胀率0.68-0.78％，产品的热震稳定性和体积稳定性较好。具体实施方式实施例1一种添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖，按重量百分比计，原料组成为：45％的板状刚玉、45％的白刚玉、3％的活性氧化铝微粉、5％的钛酸铝、1％的碳化硼、1％的-298鳞片石墨，外加上述原料总量3％的热固性酚醛树脂结合剂。板状刚玉粒度范围为：1＜粒度1≤2mm、0.5＜粒度2≤1mm、0.2≤粒度3≤0.5mm；白刚玉粒度范围为：粒度4≤0.2mm、粒度5≤0.044mm，不同粒度的重量比为：粒度1：粒度2：粒度3：粒度4：粒度5＝15：20：10：20：25。活性氧化铝微粉型号为CL370；碳化硼的粒度范围为：粒度≤0.044mm；-298鳞片石墨为-200目细粉，C％≥98％；钛酸铝粒度范围为：粒度≤0.1mm，钛酸铝为α-Al2O3、金红石型TiO2通过固相反应烧结法合成，其组分含量为Al2O3：65％，TiO2：35％。该滑板砖的生产方法：(1)按配比称取各种原料，先将所有粒度≤0.5mm的粉料投入混合机中混合均匀，得到混合粉，备用；(2)然后将所有粒度>0.5mm的骨料加入湿碾机中，混合均匀，再向湿碾机中加入热固性酚醛树脂；(3)待热固性酚醛树脂均匀的包裹到骨料上，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种添加钛酸铝的Al

【技术特征摘要】
1.一种添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖，其特征在于：按重量百分比计，原料组成为68-90％的刚玉、3-15％活性氧化铝微粉，5-15％的钛酸铝，0.5-1％的碳化硼，0-1％的-298鳞片石墨，0-1％的碳黑，外加上述原料总量3-5％的热固性酚醛树脂结合剂。


2.根据权利要求1所述的添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖，其特征在于：所述刚玉为板状刚玉和白刚玉，板状刚玉粒度范围为：1＜粒度1≤2mm、0.5＜粒度2≤1mm、0.2≤粒度3≤0.5mm；白刚玉粒度范围为：粒度4≤0.2mm、粒度5≤0.044mm。


3.根据权利要求1所述的添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖，其特征在于：所述钛酸铝为α-Al2O3和金红石型TiO2通过固相反应烧结法合成，其组分含量为Al2O3：60-80％，TiO2：20-40％；所述钛酸铝粒度范围为：粒度≤0.1mm。


4.根据权利要求1所述的添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖，其特征在于：所述活性氧化铝微粉的型号为CL370，所述碳黑的型号为N220。


5.根据权利要求1所述的添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖，其特征在于：所述碳化硼的粒度范围为：粒度≤0.044mm。


6.根据权利要求1所述的添加钛酸铝的Al2O3-C滑板砖，其特征在于：所述-298鳞片石墨为-200目细粉，C...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵臣瑞，徐跃庆，李宏宇，梁保青，牛智旺，尚俊利，关斌斌，来丽苹，
申请(专利权)人：河南熔金高温材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41