【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于定型耐火材料领域，涉及了一种中间包用自润滑自修复免烧盲板及其制备方法。
技术介绍
1、为了实现连铸中间包的连续、稳定生产，相关技术人员开发了连铸中间包定径水口快速更换技术，在水口使用到一定寿命时通过中间包下水口和长水口之间的一套滑动机构与中间包盲板配合滑动堵截钢水，在保护浇铸条件下将寿命到期的定径水口更换，使连铸拉速稳定在规程要求的范围内，而对中间包钢水注流和结晶器内钢水液面均无不良影响。在此过程中，要求水口和盲板的滑动尽可能的顺畅并且快速，对水口和盲板的润滑性要求较高。但是由于中包下空间有限，中包快换水口机构为开放式，缺乏相应的防氧化措施，目前采用的中间包盲板主要为刚玉质浇注料，但由于表面粗糙缺乏润滑在滑动过程中阻力非常大，给使用造成很大的不便。尽管在使用过程中可以在滑移面涂抹润滑剂涂料来保证其润滑性，但高温润滑剂制备成本较高、使用效果较差，造成生产成本较高、效率较低。
2、实际上，针对传统铝碳质材料抗氧化性较差的问题，研究者开展了大量的工作。一方面通过添加金属si、金属al等金属抗氧化剂来保护碳素原料避免氧化，同时还能促进sic、al4c3、aln等陶瓷相生成提高材料强度，但也存在着强度过高导致材料强度过高抗热震性下降、高温下易形成含si气相导致结构疏松以及al4c3、aln等易水化相水化导致材料强度下降等问题。另一方面则通过引入纳米碳源(如纳米炭黑、碳纳米管、氧化石墨烯纳米片等)取代传统石墨作为碳素原料来起到抗渣和钢液侵蚀、抗热震的作用，利用纳米碳源的高比表面在较低含量下即可起到在材料内连续分散的
3、近年来，有研究者通过向镁碳质滑板中引入六方氮化硼层状化合物，利用其耐高温、抗氧化以及强韧和润滑的特性，制备了具有更好的耐高温性能、抗侵蚀性、抗冲刷性和热震稳定性的自润滑镁质挡渣滑板砖(cn108585797a)。但是，高温下，氮化硼氧化形成的氧化硼易与氧化镁、氧化硅等形成低熔相，降低材料的高温使用性能。此外，有研究者还向含碳材质滑板中引入铝硅碳、钛硅碳等三元化合物，利用其氧化生成sio2、al2o3和tio2等氧化物来填充孔隙，起到自修复、抗氧化的作用，显著提高了上述材料的使用寿命。但是，上述含碳材质滑板由于高温下大量陶瓷相的生成导致润滑性和抗热震性下降明显，且sio2作为这些三元化合物的主要氧化产物高温下易生成玻璃相或含硅气相，导致材料性能下降。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是针对刚玉质盲板润滑性较差、使用寿命较低的问题，目的在于提供一种具有自润滑、自修复特性，同时免高温烧成、使用寿命长的铝碳质盲板(中间包用自润滑自修复免烧盲板)及其制备方法。
2、技术方案：本专利技术所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，该铝碳质盲板的原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料60～70％，烧结板状刚玉细粉15～25％，α-al2o3微粉5～15％，金属硅粉1～5％，金属铝粉2～8％，纳米炭黑1～2％，ti3alc2细粉3～5％，酚醛树脂3～6％。
3、进一步的，该铝碳质盲板的原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料60％，烧结板状刚玉细粉15％，α-al2o3微粉5％，金属硅粉1％，金属铝粉2％，纳米炭黑1％，ti3alc2细粉3％，酚醛树脂3％。
4、进一步的，该铝碳质盲板的原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料70％，烧结板状刚玉细粉25％，α-al2o3微粉15％，金属硅粉5％，金属铝粉8％，纳米炭黑2％，ti3alc2细粉5％，酚醛树脂6％。
5、进一步的，该铝碳质盲板的原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料65％，烧结板状刚玉细粉20％，α-al2o3微粉10％，金属硅粉3％，金属铝粉5％，纳米炭黑1.5％，ti3alc2细粉4％，酚醛树脂4.5％。
6、进一步的，所述烧结板状刚玉骨料的粒径小于等于3mm。
7、进一步的，所述烧结板状刚玉细粉的粒径小于等于0.088mm。
8、进一步的，所述α-al2o3微粉的平均粒径为1～3μm。
9、进一步的，所述金属硅粉中的si含量大于等于98wt％，平均粒度为3～14μm，主要促进高温使用时sic等陶瓷相形成，提高材料强度，但是过多容易导致强度过高以及含硅气相产生，导致盲板拉毛、密封润滑效果变差，故本专利技术将其控制在1～5％。
10、进一步的，所述金属铝粉中的al含量大于等于98wt％，平均粒度为3～14μm，经过600～800℃热处理后在材料内形成连续液态金属结合相，提供了材料的早期强度，高温使用过程中也会形成al4c3、aln等陶瓷相，提高材料强度，但是过多容易导致强度过高以及水化风险，导致盲板密封润滑效果变差、寿命下降，故本专利技术将其控制在2～8％。
11、进一步的，所述纳米炭黑中的c含量大于等于99wt％，平均粒度为50～900nm，主要取代传统石墨作为碳素原料来起到抗渣和钢液侵蚀、抗热震的作用，同时作为纳米粉体比表面较高，在较低含量下即可起到在材料内连续分散的作用，有利于提高材料抗氧化性，故本专利技术将其控制在1～2％。
12、进一步的，所述ti3alc2细粉中ti3alc2含量大于等于95wt％，平均粒度为3～45μm，ti3alc2具有类似于鳞片石墨的六方层状结构，通过层状结构滑移错位能起到一定的润滑作用，此外结构中的al还会优先氧化形成稳定的氧化铝填充孔隙起到自愈合自修复作用，引入到材料中后主要起到自润滑和自修复的作用。
13、进一步的，所述酚醛树脂为液态，经过400～600℃高温裂解后的残余c含量大于等于30％。
14、进一步的，一种中间包用自润滑自修复免烧盲板的制备方法，其制备工艺如下：将所述烧结板状刚玉细粉、α-al2o3微粉、金属硅粉、金属铝粉、纳米炭黑1～2％、ti3alc2细粉在高速搅拌机中进行预混10～30min，然后将烧结板状刚玉骨料在低速搅拌机中搅拌并加入液态酚醛树脂，最后加入预混好的粉体继续混合搅拌10～30min直至均匀，将混好的原料用液压机在固定尺寸模具中以120～180mpa压力成型，在140～200℃固化1～2天，然后在600～800℃热处理3～5个小时即可。
15、有益效果：本专利技术与现有技术相比，本专利技术在铝碳质免烧盲板中引入ti3alc2；其特点是：1、本专利技术采用金属结合铝碳材质取代刚玉浇注料质盲板，具有更好的润滑性能、抗渣/钢液侵蚀和抗热震性能，同时传统铝酸钙结合刚玉浇注料往往需要经过1200～1400℃高温烧成致密化来保证足够的强度，而本专利技术制备的金属结合铝碳材质仅需在600～800℃低温热处理即可，可以大大降低能耗；2、由于ti3alc2具有类似于鳞片石墨的六方层状结构，使得本专利技术制备的铝碳质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，其原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料60～70％，烧结板状刚玉细粉15～25％，α-Al2O3微粉5～15％，金属硅粉1～5％，金属铝粉2～8％，纳米炭黑1～2％，Ti3AlC2细粉3～5％，酚醛树脂3～6％。
2.根据权利要求1所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，其原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料60％，烧结板状刚玉细粉15％，α-Al2O3微粉5％，金属硅粉1％，金属铝粉2％，纳米炭黑1％，Ti3AlC2细粉3％，酚醛树脂3％。
3.根据权利要求1所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，其原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料70％，烧结板状刚玉细粉25％，α-Al2O3微粉15％，金属硅粉5％，金属铝粉8％，纳米炭黑2％，Ti3AlC2细粉5％，酚醛树脂6％。
4.根据权利要求1所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，其原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料65％，烧结板状刚玉细粉20％，α-Al2O3微粉10％，金属硅粉3
5.根据权利要求1所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，
7.如权利要求1-6任意一项所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板的制备方法，其特征在于，其制备工艺如下：
8.根据权利要求7所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述进行预混的时间是10～30min。
9.根据权利要求7所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述混合搅拌的时间是10～30min。
10.根据权利要求7所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述模具中的压力120～180Mpa；
...【技术特征摘要】
1.一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，其原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料60～70％，烧结板状刚玉细粉15～25％，α-al2o3微粉5～15％，金属硅粉1～5％，金属铝粉2～8％，纳米炭黑1～2％，ti3alc2细粉3～5％，酚醛树脂3～6％。
2.根据权利要求1所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，其原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料60％，烧结板状刚玉细粉15％，α-al2o3微粉5％，金属硅粉1％，金属铝粉2％，纳米炭黑1％，ti3alc2细粉3％，酚醛树脂3％。
3.根据权利要求1所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，其原料成分及质量百分比如下：烧结板状刚玉骨料70％，烧结板状刚玉细粉25％，α-al2o3微粉15％，金属硅粉5％，金属铝粉8％，纳米炭黑2％，ti3alc2细粉5％，酚醛树脂6％。
4.根据权利要求1所述的一种中间包用自润滑自修复免烧盲板，其特征在于，其原料成分及质量百分比...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘耕夫，李权辉，李明，刘桂丽，黄华，徐志祥，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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