專利名稱：一種碳化硅滑板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳化硅滑板及其制備方法。
背景技術(shù)：
滑動(dòng)水口是連鑄用功能耐火材料，是煉鋼連鑄設(shè)備的重要部件和控制鋼水流出的閥門，具有能準(zhǔn)確控制鋼水流速、流量等諸多優(yōu)勢(shì)，因此，在世界鋼鐵企業(yè)的連鑄工序中得到廣泛應(yīng)用?；迨褂脳l件要求其具有較高的高溫強(qiáng)度，優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性和良好的抗氧化性能、抗沖刷性能。我國鋼鐵企業(yè)經(jīng)歷幾十年的發(fā)展，鋼包滑動(dòng)水口已成為鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展的重要工藝技術(shù)革新之一，國內(nèi)絕大多數(shù)鋼包、中間包均具備了滑動(dòng)水口系統(tǒng)，滑動(dòng)水口已成為煉 鋼生產(chǎn)必需的功能性耐火材料，隨著中國及世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，滑動(dòng)水口的需求得到更大的發(fā)展空間，高性能、長(zhǎng)壽命滑動(dòng)水口的應(yīng)用和需求成為必需。為適應(yīng)控制鋼水流速等使用條件和用戶要求，經(jīng)過對(duì)原有滑板的分析，造成滑板使用壽命低的主要問題是滑板磚在控制鋼水流速時(shí)拉動(dòng)頻繁，加上高溫和沖擊力，滑板磚的中心孔擴(kuò)孔太快，造成滑板不能多次連續(xù)使用，影響使用壽命。由于滑板使用條件苛刻，在性能指標(biāo)、尺寸和加工精度、質(zhì)量穩(wěn)定性等方面都有著非常高的要求。對(duì)滑板的性能要求是要具有良好的高溫強(qiáng)度、抗磨損性、抗熱震性、抗渣性、抗剝落性，而滑板材質(zhì)的選擇和組成設(shè)計(jì)是影響滑板性能及使用效果最基本的因素，為提高滑板的使用安全可靠性和使用次數(shù)，滑板的材質(zhì)從其開始應(yīng)用就一直在優(yōu)化和發(fā)展中，目前大都使用鑲嵌氧化鋯鋁碳滑板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種碳化硅滑板及其制備方法，利用碳化硅材料耐高溫性能好，抗震性能和抗侵蝕性能優(yōu)異的特點(diǎn)，取代鑲嵌氧化鋯鋁碳滑板。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是—種碳化娃滑板，其成分質(zhì)量百分比為碳化娃粒度3 5mml5 25%、粒度I 3mm 30 40%,氧化招顆粒,粒度不大于Imm 10 20%,氧化招粉粒度不大于325目10 16%、碳素材料8 16%，防氧化劑3 7%，外加結(jié)合劑4 7%，結(jié)合劑的添加量為按前述成分總量計(jì)算的百分含量。進(jìn)一步,所述的碳化娃中SiC質(zhì)量百分含量不小于96%。又，所述的氧化鋁顆粒包括高鋁礬土，棕剛玉，亞白剛玉，白剛玉，板狀剛玉中一種以上，其中高鋁礬土中Al2O3質(zhì)量百分含量不小于88%，棕剛玉和亞白剛玉中Al2O3質(zhì)量百分含量不小于91%,白剛玉和板狀剛玉中Al2O3質(zhì)量百分含量不小于96%。所述的氧化鋁粉為白剛玉，板狀剛玉，活性氧化鋁中一種以上。所述的碳素材料包括石墨，焦炭，炭黑中一種以上，粒度不大于325目。所述的防氧化劑為金屬硅粉和鋁粉中一種以上。所述的結(jié)合劑包括煤焦油、浙青、酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂中一種以上。
碳化硅材料具有強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合特性，賦予它具有良好的穩(wěn)定性；同時(shí)具有僅次于金剛石的硬度，賦予它優(yōu)良的耐磨性，同時(shí)具有較高的高溫強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率、低的膨脹系數(shù)以及良好的抗熱震性能，使它成為具有優(yōu)異的高溫性能、低膨脹、耐磨損、耐腐蝕的耐火材料。本發(fā)明碳化硅滑板的制備方法，按上述配比先將原料中的粉料進(jìn)行預(yù)混制成混合粉，再按顆粒一結(jié)合劑一混合粉的加料順序進(jìn)行混練，困料后機(jī)壓成型，磚坯經(jīng)干燥后經(jīng)1350°C 1450°C還原氣氛中燒成，還原氣氛中氧氣的濃度低于一氧化碳的濃度。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明制備的碳化硅滑板組織結(jié)構(gòu)致密，耐磨性能和抗氧化性能好，并且具有強(qiáng)度高、抗侵蝕、抗沖刷、熱震穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，很好的解決了原有滑板不耐侵蝕、熱震穩(wěn)定性差的問題，使滑板的使用次數(shù)由I 2次提高到4 5次。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I本實(shí)施例中采用的原料及質(zhì)量百分含量為3 5mm碳化硅25 %，I 3mm碳化硅30 %，不大于Imm高鋁礬土顆粒20 %，不大于325目白剛玉粉10 %，石墨8 %，硅粉3 %，鋁粉4 %，外加酚醛樹脂結(jié)合劑7 %。制備工藝過程為先將白剛玉粉，石墨，硅粉，鋁粉進(jìn)行預(yù)混制成混合粉，再將碳化硅顆粒、高鋁礬土顆粒與酚醛樹脂混合均勻，然后加入混合粉拌勻，困料后機(jī)壓成型，磚坯干燥后經(jīng)1450°C還原氣氛燒成即制得碳化硅滑板。實(shí)施例2本實(shí)施例中米用的原料及質(zhì)量百分含量為3 5mm碳化娃15%, I 3mm碳化娃40%,不大于Imm白剛玉顆粒5%,不大于Imm板狀剛玉顆粒5%,不大于325目白剛玉粉10%，不大于325目板狀剛玉粉6%，焦炭9%，炭黑7%，鋁粉3%，外加焦油結(jié)合劑2%，夕卜加浙青結(jié)合劑2%。制備工藝過程為先將白剛玉粉，板狀剛玉粉，焦炭，炭黑，鋁粉進(jìn)行預(yù)混制成混合粉，再將碳化硅顆粒、白剛玉顆粒、板狀剛玉顆粒與焦油和浙青混合均勻，然后加入混合粉拌勻，困料后機(jī)壓成型，磚坯干燥后經(jīng)1400°C還原氣氛燒成即制得碳化硅滑板。實(shí)施例3本實(shí)施例中米用的原料及質(zhì)量百分含量為3 5mm碳化娃18%, I 3mm碳化娃37%,不大于Imm棕剛玉顆粒3%,不大于Imm亞白剛玉顆粒7%,不大于325目白剛玉粉8 %，活性氧化鋁粉8 %，焦炭9 %，石墨7 %，硅粉3 %，外加有機(jī)硅樹脂結(jié)合劑5 %。制備工藝過程為先將白剛玉粉，活性氧化鋁粉，焦炭，石墨，硅粉進(jìn)行預(yù)混制成混合粉，再將碳化硅顆粒、亞白剛玉顆粒、棕剛玉顆粒與有機(jī)硅樹脂混合均勻，然后加入混合粉拌勻，困料后機(jī)壓成型，磚坯干燥后經(jīng)1350°C還原氣氛燒成即制得碳化硅滑板。實(shí)施例4本實(shí)施例中采用的原料及質(zhì)量百分含量為3 5mm碳化硅20 %，I 3mm碳化硅35%,不大于Imm高招帆土顆粒5%,不大于Imm棕剛玉顆粒3 %,不大于Imm亞白剛玉顆粒7%，不大于325目板狀剛玉粉5%，不大于325目白剛玉粉5%，活性氧化鋁粉3%，炭黑4%，焦炭5%，石墨3%，鋁粉2%，硅粉3%，外加酚醛樹脂結(jié)合劑5%。制備工藝過程為先將白剛玉粉，板狀剛玉粉，活性氧化鋁粉，炭黑，焦炭，石墨，鋁粉，硅粉進(jìn)行預(yù)混制成混合粉，再將碳化硅顆粒、高鋁礬土顆粒、亞白剛玉顆粒、棕剛玉顆粒與酚醛樹脂混合均勻，然后加入混合粉拌勻，困料后機(jī)壓成型，磚坯干燥后經(jīng)1380°C還原氣氛燒成即制得碳化硅滑板。實(shí)施例5本實(shí)施例中采用的原料及質(zhì)量百分含量為3 5mm碳化硅22 %，I 3mm碳化硅34%,不大于Imm高招帆土顆粒6%,不大于Imm棕剛玉顆粒5 %,不大于Imm亞白剛玉顆粒6%，不大于325目板狀剛玉粉4%，不大于325目白剛玉粉5%，活性氧化鋁粉4%，炭黑3%，焦炭5%，石墨2%，鋁粉2%，硅粉2%，外加酚醛樹脂結(jié)合劑6%。制備工藝過程為先將白剛玉粉，板狀剛玉粉，活性氧化鋁粉，炭黑，焦炭，石墨，鋁 粉，硅粉進(jìn)行預(yù)混制成混合粉，再將碳化硅顆粒、高鋁礬土顆粒、亞白剛玉顆粒、棕剛玉顆粒與酚醛樹脂混合均勻，然后加入混合粉拌勻，困料后機(jī)壓成型，磚坯干燥后經(jīng)1400°C還原氣氛燒成即制得碳化硅滑板。實(shí)施例6本實(shí)施例中采用的原料及質(zhì)量百分含量為3 5mm碳化硅20 %，I 3mm碳化硅36%,不大于Imm高招帆土顆粒5%,不大于Imm棕剛玉顆粒5 %,不大于Imm亞白剛玉顆粒6%，不大于325目板狀剛玉粉4%，不大于325目白剛玉粉4%，活性氧化鋁粉2%，炭黑5%，焦炭4%，石墨3%，鋁粉3%，硅粉2%，外加酚醛樹脂結(jié)合劑5%。制備工藝過程為先將白剛玉粉，板狀剛玉粉，活性氧化鋁粉，炭黑，焦炭，石墨，鋁粉，硅粉進(jìn)行預(yù)混制成混合粉，再將碳化硅顆粒、高鋁礬土顆粒、亞白剛玉顆粒、棕剛玉顆粒與酚醛樹脂混合均勻，然后加入混合粉拌勻，困料后機(jī)壓成型，磚坯干燥后經(jīng)1380°C還原氣氛燒成即制得碳化硅滑板。表I 單位質(zhì)量百分比
權(quán)利要求
1.一種碳化硅滑板，其成分質(zhì)量百分比為 碳化娃粒度3 5臟15 25%,粒度I 3臟30 40%， 氧化招顆粒，粒度不大于Imm 10 20%, 氧化鋁粉粒度不大于325目10 16%， 碳素材料8 16%, 防氧化劑3 7%， 外加結(jié)合劑4 7%。
2.如權(quán)利要求I所述的碳化硅滑板，其特征在于，所述的碳化硅中SiC質(zhì)量百分含量不小于96%。
3.如權(quán)利要求I所述的碳化硅滑板，其特征在于，所用的氧化鋁顆粒包括高鋁礬土、棕 剛玉、亞白剛玉、白剛玉、板狀剛玉中一種以上，其中高鋁礬土中Al2O3質(zhì)量百分含量不小于88%，棕剛玉和亞白剛玉中Al2O3質(zhì)量百分含量不小于91%，白剛玉和板狀剛玉中Al2O3質(zhì)量百分含量不小于96%。
4.如權(quán)利要求I所述的碳化硅滑板，其特征在于，所述的氧化鋁粉為白剛玉、板狀剛玉、活性氧化鋁中一種以上。
5.如權(quán)利要求I所述的碳化硅滑板，其特征在于，所述的碳素材料包括石墨、焦炭、炭黑中一種以上，粒度不大于325目。
6.如權(quán)利要求I所述的碳化硅滑板，其特征在于，所述的防氧化劑為金屬硅粉和鋁粉中一種以上。
7.如權(quán)利要求I所述的碳化硅滑板，其特征在于，所述的結(jié)合劑包括煤焦油、浙青、酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂中一種以上。
8.如權(quán)利要求I所述的碳化硅滑板的制備方法，按上述配比將原料中的氧化鋁粉、碳素材料、防氧化劑進(jìn)行預(yù)混制成混合粉，再按碳化硅顆粒、氧化鋁顆粒一結(jié)合劑一混合粉的加料順序進(jìn)行混練，困料后機(jī)壓成型，磚坯經(jīng)干燥后經(jīng)1350°C 1450°C還原氣氛中燒成碳化硅滑板，該還原氣氛中氧氣濃度低于一氧化碳濃度。
全文摘要
一種碳化硅滑板及其制備方法，碳化硅滑板成分質(zhì)量百分為碳化硅粒度3～5mm 15～25％、粒度1～3mm 30～40％，氧化鋁顆粒，粒度不大于1mm 10～20％，氧化鋁粉粒度不大于325目10～16％、碳素材料8～16％，防氧化劑3～7％，結(jié)合劑外加4～7％。本發(fā)明利用碳化硅材料耐高溫性能好，抗震性能和抗侵蝕性能優(yōu)異的特點(diǎn)，同時(shí)引入氧化鋁材料實(shí)現(xiàn)滑板在高溫條件下的反應(yīng)燒結(jié)，而且，防氧化劑的加入能夠填充滑板內(nèi)部空隙，提高滑板體積密度和強(qiáng)度，從而提高其抗氧化性能。
文檔編號(hào)C04B35/565GK102898154SQ20111021743
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者楊建華, 劉國強(qiáng) 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司