添加硅铁的滑板耐火材料及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种添加硅铁的滑板耐火材料及其生产方法，原料组成为43-68%的刚玉、5-15%的锆刚玉、5-15%的电熔铝镁尖晶石、2~9%的硅铁合金、10-25%的氧化铝、3~8%的金属铝、2~4%的炭黑，外加4~6%的酚醛树脂结合剂。生产时将各原料混合，经混炼得到泥料，加压成型，在200±10℃下干燥8~10h，然后在1250~1350℃的高温下氮化烧成。本发明专利技术的滑板耐火材料具有高温强度高、抗钢水侵蚀、抗冲刷、抗氧化及抗热震性好等优点，能有效延长滑板的使用寿命。该产品能满足钢铁工业的高效连铸和生产高性能、高附加值洁净钢等方面的要求，市场潜力较大，适宜于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种炼钢用滑板耐火材料，特别是涉及一种添加硅铁的滑板耐火材料及其生产方法。
技术介绍
随着炼钢工业的发展，滑动水口已成为钢铁工业的重要革新技术之一，现在国内外绝大多数钢包、中间包都安装了滑动水口系统。滑板是滑动水口的关键组成部分，是直接控制钢水、决定滑动水口功能的重要部件。滑板在使用过程中，由于需要长期承受高温钢液的化学侵蚀和物理冲刷，经受激烈且瞬变的热冲击和机械磨损作用，使用条件极为苛刻；同时为实现自由开闭钢流，滑动面平整度及其板型尺寸均需严格要求，因此滑板必须具有高强度、耐磨损、耐渣蚀和热震稳定性好等特性。目前，我国钢铁工业发展的重点为高效连铸及生产高性能、高附加值的洁净钢，因而迫切希望尽快研制出用于连铸高洁净钢、高品质和超低碳钢种用的优质滑板耐火材料。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于:克服现有技术的缺陷，提出一种含碳量低、耐压强度和抗折强度高，抗氧化性、抗冲刷性和抗热震性优良的滑板耐火材料及其生产方法。本专利技术的技术方案: 一种添加娃铁的滑板耐火材料，按重量百分比计，原料组成为:43-68%的刚玉、5-15%的锆刚玉、5-15%的 电熔铝镁尖晶石、2、％的硅铁合金、10-25%的氧化铝、3 8%的金属铝、2>/o的炭黑，上述原料总重为100%，外加上述原料总重4 6%的酚醛树脂结合剂。所述刚玉包括刚玉粉料和刚玉骨料，刚玉粉料和刚玉骨料的重量比为1:1.5-2.5，刚玉粉料的粒度彡400目，刚玉骨料包括Imm <粒度彡3mm、0.5mm <粒度彡Imm和粒度< 0.5mm的三种颗粒料，三种颗粒料的重量比为2-4:1_2:1。所述硅铁合金为过500目筛的75型硅铁合金；金属铝为过800目筛的金属铝粉；氧化铝为粒度< 2 u m的氧化铝微粉；锆刚玉为粒度< Imm的锆刚玉颗粒；电熔铝镁尖晶石为粒度1-2_的铝镁尖晶石颗粒，炭黑为过500目筛的炭黑粉。所述75型硅铁合金的牌号为:FeSi75_A、FeSi75_B或FeSi75_C。所述添加硅铁的滑板耐火材料的生产方法，先按配比称取各原料，将原料混合均匀，经混炼得到泥料，加压成型；然后在200±10°C下干燥8 10h，最后在125(Tl350°C的高温下氮化烧成；其中原料混合分两步进行，先将粉料投入混练机中混和均匀，得到混合粉料，备用; 将骨料混合并搅拌均匀，倒入湿碾机中；酚醛树脂分两步加入，先向湿碾机中加入2/3重量的酚醛树脂，混合均匀，再加入所述混合粉料和余下的酚醛树脂，进一步混炼得到泥料。本专利技术的积极有益效果:1、本专利技术产品为添加硅铁的Al2O3-ZrO2-Fe S1-C滑板耐火材料，具有常温和高温强度高、抗钢水侵蚀、抗冲刷、抗氧化及抗热震性好等优点。具体性能见表I。2、本专利技术在配方中引入一定量的硅铁合金，部分硅铁合金在烧成过程中其中的Si原位形成Si3N4晶须和SiC晶须，提高了滑板的耐高温强度；在使用过程中能提高滑板的抗氧化性和抗侵蚀性，延长滑板的使用寿命；硅铁合金中的铁在熔化过程中能形成金属塑性相，提高了坯体的致密度，增加坯体强度；烧结时铁发生液化和氧化，提高了材料的体积密度，降低了气孔率，从而提高滑板材料的耐压强度和高温抗折强度，提高其抗渣侵蚀性；同时Fe的熔化在材质内部起到缓冲应力的作用，从而改善了材料的抗热震性能。3、本专利技术通过氮化烧成工艺，严格控制工艺过程，得到的滑板耐火材料含碳量较低(含碳量低于7%)，能有效减少滑板对钢水的增碳污染，在提高滑板强度的同时，其抗热震性、抗侵蚀性和耐冲刷性能也得到提高，有效延长了滑板的使用寿命。4、本专利技术的滑板产品能满足钢铁工业的高效连铸，以及生产高性能、高附加值的洁净钢等方面的要求，市场潜力较大，适宜于推广应用。附图说明图1、氮化烧成后滑板的XRD衍射 上图是实施例2滑板的XRD衍射图，即在氮化气氛下烧成温度1300°C、Fe-Si添加量为6%时烧后滑板的XRD衍射图。图中可看出，滑板的主要成分为Al2O3，烧成后原位生成了Si3N4晶须。图中，I代表 Al2O3, 2 代表 ZrO2, 3 代表 Si3N4。图2、氮化烧成后滑板断口面的扫描电镜 图3、氮化烧成后滑板断口面A点的能谱图。图2、图3是实施例2中在1300°C下氮化烧成后滑板断口面的扫描电镜图和能谱图。通过对图中A点的能谱分析，发现了 S1、Fe、N三种元素，可看出其中的Fe*Si并没有完全参与反应，部分Si发生氮化生成了 Si3N4,由于Si3N4的优良性质，从而提高了滑板耐火材料的性能。具体实施例方式以下实施例仅为了进一步说明本专利技术，并不表示对本专利技术的任何限制。文中如没有特别说明，其中的百分含量均为重量百分含量。实施例1:一种添加硅铁的滑板耐火材料，按重量百分比计，原料组成为:43%的刚玉、10%的锆刚玉、14%的电熔铝镁尖晶石、9%的硅铁合金、14.5%的氧化铝、7%的金属铝、2.5%的炭黑，上述原料总重为100%，外加上述原料总重4%的酚醛树脂结合剂。其中刚玉包括刚玉粉料和刚玉骨料，刚玉粉料和刚玉骨料的重量比为1:1.5，刚玉粉料的粒度彡400目，刚玉骨料包括Imm <粒度彡3mm、0.5mm <粒度彡Imm和粒度(0.5mm的颗粒料三种，三种刚玉颗粒料的重量比为2:1:1。所述硅铁合金为 过500目筛的75型硅铁合金粉，金属铝为过800目筛的金属铝粉；氧化铝为粒度< 2 u m的氧化铝微粉；锆刚玉为粒度< Imm的锆刚玉颗粒；电熔铝镁尖晶石为粒度1-2_的铝镁尖晶石颗粒，炭黑为过500目筛的炭黑粉。所述75型硅铁合金的牌号为:FeSi75_A、FeSi75_B或FeSi75_C，硅铁合金中硅的质量含量为72-80%，其余为铁和少量的锰、铬、磷、硫、碳等杂质。生产方法:按配比称取各原料，混合均匀。混合时分两步进行，先将粉料投入混练机中混和均匀，得到混合粉料，备用；将骨料混合并搅拌均匀，倒入湿碾机中；然后加入酚醛树脂，酚醛树脂分两步加入，先加入酚醛树脂重量的2/3，混碾均匀；再加入所述混合粉料和余下的酚醛树脂，进一步混合均匀，得到泥料；经加压成型得到坯料，坯料在200±10°C下干燥8 10h，最后在1250°C下氮化烧成，得到成品。实施例2:和实施例1基本相同，不同之处在于: 原料组成:55%的刚玉、10%的锆刚玉、8%的电熔铝镁尖晶石、6%的硅铁合金、12%的氧化铝、5%的金属铝、4%的炭黑，外加上述原料总重5%的酚醛树脂。其中刚玉粉料和刚玉骨料的重量比为1:2，三种刚玉颗粒料的重量比为4:2:1 ;氮化烧成温度为1350°C。 其他原料要求与生产方法同实施例1。实施例3:和实施例1基本相同，不同之处在于: 原料组成:68%的刚玉、5%的锆刚玉、8%的电熔铝镁尖晶石、2%的硅铁合金、10.5%的氧化铝、3%的金属铝、3.5%的炭黑，外加上述原料总重6%的酚醛树脂。刚玉中刚玉粉料和刚玉骨料的重量比为1:2.5，三种刚玉颗粒料的重量比为3:2:1。氮化烧成温度为1280°C。其他原料要求与生产方法同实施例1。实施例4:和实施例1基本相同，不同之处在于: 原料组成:45%的刚玉、15%的锆刚玉、5%的电熔铝镁尖晶石、6%的硅铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加硅铁的滑板耐火材料，其特征在于：按重量百分比计，原料组成为：43?68%的刚玉、5?15%的锆刚玉、5?15%的电熔铝镁尖晶石、2~9%的硅铁合金、10?25%的氧化铝、3~8%的金属铝、2~4%的炭黑，上述原料总重为100%，外加上述原料总重4~6%的酚醛树脂结合剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐林富，徐跃庆，宋桂兰，李宏宇，梁保青，徐光雷，
申请(专利权)人：卫辉熔金高温材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：