專利名稱：一種碳氮化鈦滑板耐火材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種碳氮化鈦滑板耐火材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
滑板是直接控制鋼水流量的裝置，使用條件極為苛刻，需承受鋼水的熱機(jī)械及熱化學(xué)侵蝕作用，這就要求滑板必須具有很好的高溫強(qiáng)度、抗渣性、耐磨蝕性以及抗熱震性。近年來(lái)，氮化物結(jié)合剛玉滑板的優(yōu)越使用性能逐漸引起了人們的關(guān)注，如“含氧氮化鋁的耐火材料，滑動(dòng)水口耐火材料及連續(xù)鑄鋼水口磚”(ZL 85109111)，通過采用至少3份重氧氮化鋁和0.5～60份重碳和/或含碳物質(zhì)，其余為其他耐火原料的滑動(dòng)水口磚，以提高抗FeO侵蝕和抗熱沖擊；“含塞隆的滑動(dòng)水口磚”(ZL 00119505)專利技術(shù)，公開的至少含5％的塞隆(硅、鋁、氧、氮四元素物質(zhì))，其余為其他耐火原料的滑動(dòng)水口磚，可使滑動(dòng)水口磚具有良好的抗氧化、抗熱沖擊性能。但是以上專利所提及的氧氮化鋁的預(yù)合成，塞隆滑板的原位制備對(duì)氣氛要求相當(dāng)嚴(yán)格，且需要高溫氮化爐設(shè)備，這大大增加了剛玉滑板的生產(chǎn)成本，且其使用性能還有待進(jìn)一步提高和改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本較低和具有良好的高溫強(qiáng)度、抗渣性、耐磨蝕性以及抗熱震性的碳氮化鈦滑板耐火材料及其制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是將65～80wt％的剛玉、1～20wt％的或二氧化鋯或鋯剛玉或鋯莫來(lái)石或其中的一種以上的混合物、1～10wt％的氧化鋁微粉、0.2～5wt％的二氧化鈦粉、0～5wt％的碳化硼粉、0～5wt％的碳化硅粉、0.5～5wt％的金屬鋁粉、0.5～5wt％的金屬硅粉、1～5wt％的石墨混合，外加2～6wt％的有機(jī)結(jié)合劑，經(jīng)混練、成型，在1300～1600℃條件下燒成。
其中剛玉為棕剛玉、亞白剛玉、白剛玉、板狀剛玉中的一種或一種以上，顆粒直徑≤4mm；二氧化鋯、鋯剛玉、鋯莫來(lái)石的顆粒直徑≤4mm；有機(jī)結(jié)合劑為煤焦油瀝青、固體粉狀酚醛樹脂、熱固型液體酚醛樹脂、熱塑型液體酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂中的一種或一種以上。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所采用的原料二氧化鈦價(jià)格相對(duì)便宜，有效降低了生產(chǎn)成本。碳氮化鈦具有高熔點(diǎn)、高硬度、很好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)良的抗鐵水熔損性能，而經(jīng)過高溫處理過的滑板內(nèi)部有碳氮化鈦原位生成，且成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分布，大大提高了滑板的高溫強(qiáng)度、抗渣性、耐磨蝕性以及抗熱震性。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述實(shí)施例1一種碳氮化鈦滑板耐火材料及其制備方法將45～50wt％的棕剛玉、25～30wt％的亞白剛玉、4～10wt％的鋯剛玉、2～4wt％的氧化鋁微粉、1～3wt％的二氧化鈦粉、1～3wt％的碳化硼粉、1～3wt％的金屬鋁粉、0.5～3wt％的金屬硅粉、3～5wt％的石墨混合，外加3.5～4.5wt％的熱固型液體酚醛樹脂。經(jīng)混練、在壓力為200MPa條件下成型，1300～1400℃保溫24h熱處理制得滑板耐火材料制品。其中棕剛玉、亞白剛玉、鋯剛玉的顆粒直徑≤4mm。
用本實(shí)施例1所述方法制備的碳氮化鈦滑板耐火材料，經(jīng)X射線衍射測(cè)試，制品中的二氧化鈦已完全轉(zhuǎn)化為碳氮化鈦。檢測(cè)其性能為體積密度3.20～3.25g/cm3，顯氣孔率7～9％，耐壓強(qiáng)度高于180Mpa，高溫抗折強(qiáng)度20～22Mpa，熱震保持率為95～96％。
實(shí)施例2一種碳氮化鈦滑板耐火材料及其制備方法將45～50wt％的棕剛玉、25～30wt％的白剛玉、4～10wt％的鋯莫來(lái)石、2～3wt％的氧化鋁微粉、1～3wt％的二氧化鈦粉、3～5wt％的碳化硅粉、1～3wt％的金屬鋁粉、1～3wt％的石墨混合，外加3.5～4.5wt％的固體粉狀酚醛樹脂和熱固型液體酚醛樹脂。經(jīng)混練、200MPa壓力下成型，1400～1500℃保溫24h熱處理制得滑板耐火材料制品。其中棕剛玉、白剛玉、鋯莫來(lái)石的顆粒直徑≤4mm。
用本實(shí)施例2所述方法制備的碳氮化鈦滑板耐火材料，經(jīng)X射線衍射測(cè)試，制品中的二氧化鈦已完全轉(zhuǎn)化為碳氮化鈦。檢測(cè)其性能為體積密度3.24～3.30g/cm3，顯氣孔率6～8％，耐壓強(qiáng)度高于190Mpa，高溫抗折強(qiáng)度24～25Mpa，熱震保持率為93～95％。
實(shí)施例3一種碳氮化鈦滑板耐火材料及其制備方法將65～80wt％的板狀剛玉、4～10wt％的鋯剛玉、5～10wt％的鋯莫來(lái)石，1～2wt％的氧化鋁微粉、3～5wt％的二氧化鈦粉、0.5～1wt％的碳化硼粉、1～2wt％的碳化硅粉、1～2wt％的金屬鋁粉、1～5wt％的金屬硅粉、2～6wt％的石墨混合，外加3.5～4.5wt％的熱固型液體酚醛樹脂。經(jīng)混練、200MPa壓力下成型，在1300～1400℃條件下燒成制得滑板耐火材料制品。其中板狀剛玉、鋯剛玉、鋯莫來(lái)石的顆粒直徑≤4mm。
用本實(shí)施例3所述方法制備的碳氮化鈦滑板耐火材料，經(jīng)X射線衍射測(cè)試，制品中的二氧化鈦已完全轉(zhuǎn)化為碳氮化鈦。檢測(cè)其性能為體積密度3.26～3.30g/cm3，顯氣孔率5～6％，耐壓強(qiáng)度高于200Mpa，高溫抗折強(qiáng)度25～27Mpa，熱震保持率為96～97％。
實(shí)施例4一種碳氮化鈦滑板耐火材料及其制備方法將70～80wt％的板狀剛玉、3～10wt％的二氧化鋯、5～8wt％的氧化鋁微粉、3～5wt％的二氧化鈦粉、0.5～1wt％的碳化硼粉、1～2wt％的碳化硅粉、1～2wt％的金屬鋁粉、3～5wt％的金屬硅粉、2～6wt％的石墨混合，外加3.5～4.5wt％的熱固型液體酚醛樹脂。經(jīng)混練、200MPa壓力下成型，在1300～1400℃條件下燒成制得滑板耐火材料制品。其中板狀剛玉、二氧化鋯的顆粒直徑≤4mm。
用本實(shí)施例4所述方法制備的碳氮化鈦滑板耐火材料，經(jīng)X射線衍射測(cè)試，制品中的二氧化鈦已完全轉(zhuǎn)化為碳氮化鈦。檢測(cè)其性能為體積密度3.25～3.30g/cm3，顯氣孔率7～8％，耐壓強(qiáng)度高于200Mpa，高溫抗折強(qiáng)度25～27Mpa，熱震保持率為94～96％。
本
具體實(shí)施例方式
所采用的原料二氧化鈦價(jià)格相對(duì)便宜，有效降低了生產(chǎn)成本。碳氮化鈦具有高熔點(diǎn)、高硬度、很好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)良的抗鐵水熔損性能，而經(jīng)過高溫處理過的滑板內(nèi)部有碳氮化鈦原位生成，且成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分布，大大提高了滑板的高溫強(qiáng)度、抗渣性、耐磨蝕性以及抗熱震性。
權(quán)利要求
1.一種碳氮化鈦滑板耐火材料的制備方法，其特征在于將65～80wt％的剛玉、1～20wt％的或二氧化鋯或鋯剛玉或鋯莫來(lái)石或其中的一種以上的混合物、1～10wt％的氧化鋁微粉、0.2～5wt％的二氧化鈦粉、0～5wt％的碳化硼粉、0～5wt％的碳化硅粉、0.5～5wt％的金屬鋁粉、0.5～5wt％的金屬硅粉、1～5wt％的石墨混合，外加2～6wt％的有機(jī)結(jié)合劑，經(jīng)混練、成型，在1300～1600℃條件下燒成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳氮化鈦滑板耐火材料的制備方法，其特征在于所述的剛玉為棕剛玉、亞白剛玉、白剛玉、板狀剛玉中的一種或一種以上，顆粒直徑≤4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳氮化鈦滑板耐火材料的制備方法，其特征在于所述的二氧化鋯、鋯剛玉、鋯莫來(lái)石的顆粒直徑≤4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳氮化鈦滑板耐火材料的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)結(jié)合劑為煤焦油瀝青、固體粉狀酚醛樹脂、熱固型液體酚醛樹脂、熱塑型液體酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂中的一種或一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的碳氮鈦化鈦滑板耐火材料的制備方法所制備的碳氮鈦化鈦滑板耐火材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳氮化鈦滑板耐火材料及其制備方法。其技術(shù)方案是將65～80wt％的剛玉、1～20wt％的或二氧化鋯或鋯剛玉或鋯莫來(lái)石或其中的一種以上的混合物、1～10wt％的氧化鋁微粉、0.2～5wt％的二氧化鈦粉、0～5wt％的碳化硼粉、0～5wt％的碳化硅粉、0.5～5wt％的金屬鋁粉、0.5～5wt％的金屬硅粉、1～5wt％的石墨混合，外加2～6wt％的有機(jī)結(jié)合劑，經(jīng)混練、成型，在1300～1600℃條件下燒成。本發(fā)明所采用的原料二氧化鈦價(jià)格相對(duì)便宜，有效降低了生產(chǎn)成本。經(jīng)高溫處理過的滑板內(nèi)部有碳氮化鈦原位生成，具有高熔點(diǎn)、高硬度、很好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)良的抗鐵水熔損性能，提高了滑板的高溫強(qiáng)度、抗渣性、耐磨蝕性以及抗熱震性。
文檔編號(hào)C04B35/10GK101058514SQ20071005184
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者李亞偉, 金勝利, 李遠(yuǎn)兵, 趙雷, 李淑靜 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)