專利名稱：一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉鋼用擺動(dòng)流嘴澆注料，具體涉及一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料。
背景技術(shù)：
以潔凈鋼為代表的部分高附加值鋼鐵產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量日益增加，提高了對(duì)鐵水預(yù)處理技術(shù)的要求。采用鋁碳(高強(qiáng)度高溫?zé)Y(jié)預(yù)制件)鋁鎂結(jié)合型使用技術(shù)，對(duì)脫硅操作比較有效，隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保的重視，同時(shí)伴隨著中國(guó)大規(guī)模的電力建設(shè)，取向硅鋼因具有高磁感、低鐵損等特性，受到用戶的青睞。國(guó)內(nèi)各大型鋼鐵公司開始冶煉取向硅鋼，因此需要提供脫錳鐵水，大量脫錳操作對(duì)擺動(dòng)流嘴沖刷非常嚴(yán)重，出現(xiàn)了擺動(dòng)流嘴抗渣、抗沖刷性能差、熱震穩(wěn)定性和抗氧化性差、易開裂、操作穩(wěn)定想差等問題，導(dǎo)致其壽命直線下降，不僅增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且極易發(fā)生燒穿漏鐵事故，因此開發(fā)脫錳擺動(dòng)流嘴新型耐材非常有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種熱震穩(wěn)定性好、抗渣性能和抗氧化性好、操作穩(wěn)定性高、使用壽命長(zhǎng)的稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，以解決現(xiàn)有擺動(dòng)流嘴澆注料抗渣、抗沖刷性能差、易開裂、使用壽命短的不足。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其包括如下重量百分?jǐn)?shù)的組分剛玉骨料6(Γ75%，碳化硅8 15%，稀土氧化物2 5%，金屬硅3 7%，結(jié)合劑8 15%，及外加占上述總量5 7%的外加劑；
所述剛玉骨料為質(zhì)量比為15:85 22:78的電熔剛玉與燒結(jié)板狀剛玉；
所述稀土氧化物包括Lei203、Y2O3> NdF3> Nd2O3 ；
所述結(jié)合劑為α -Al2O3微粉5 10%、水泥2 4%和硅灰廣3%。本發(fā)明在目前鋁碳(高強(qiáng)度高溫?zé)Y(jié)預(yù)制件)鋁鎂結(jié)合型使用技術(shù)的基礎(chǔ)上，添加稀土氧化物。稀土氧化物改性耐火材料的利用技術(shù)的研究，在稀土資源綜合開發(fā)利用方面也有著深遠(yuǎn)的意義。從耐高溫材料的角度來(lái)講，稀土氧化物都有極高的熔點(diǎn)，良好的耐堿性，容易與其它的金屬氧化物作用生成復(fù)合氧化物，從而可以提高其使用壽命的性能。稀土氧化物活性催化氮化反應(yīng)，生成Si3N4，有效地生成SiAlON物質(zhì)來(lái)提高固一固結(jié)合率，從而提高機(jī)械強(qiáng)度；生成!^eSi3N4，高溫形成覆蓋于材質(zhì)表面的熔體而提高產(chǎn)品抗氧化能力；稀土氧化物高溫下反應(yīng)生成如NdOF，可提高產(chǎn)品抗渣侵蝕能力；稀土氧化物促進(jìn)SiC晶須生長(zhǎng)，促進(jìn)二次莫來(lái)石化，提高了產(chǎn)品高溫常溫下的力學(xué)和燒結(jié)性能。作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述稀土氧化物為不小于0. 5%的Lii2O3、不小于0. 5%的&0、 不小于0. 13%的NdF3、不小于0. 13%的Nd2O30經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)為了獲得更佳的性能的本發(fā)明澆注料，作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述碳化硅為粒度小于0. 088mm和粒度為0. 5mm的碳化硅。所述α -Al2O3微粉的粒度為0. 5 1.5 μ m。所述金屬硅的粒度為35 50 μ m。本發(fā)明上述外加劑可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常用外加劑，但為了獲得更優(yōu)的性能，作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述外加劑為金屬鋁、防爆纖維、三聚磷酸鈉中的兩種或者三種。本發(fā)明還提供了一種上述稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料的制備方法，其特征在于包括如下步驟
(1)按組成配比稱取外加劑后置入強(qiáng)制式攪拌機(jī)中預(yù)混l(Tl5min后成預(yù)混料；
(2)向步驟(1)所得預(yù)混料中按組成配比加入剛玉骨料、碳化硅、稀土氧化物、金屬硅、 結(jié)合劑，在強(qiáng)制式攪拌機(jī)中繼續(xù)混合l(Tl5min ；
(3)將步驟(2)中混合好的料振動(dòng)成型，再在110°C下干燥12 36小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得干燥料置于高溫爐內(nèi)在140(Γ1500 下保溫2 3小時(shí)燒成。使用本發(fā)明所述配方及制備方法所制得的動(dòng)流嘴澆注料的理化性能指標(biāo)見下表
項(xiàng)目本發(fā)明體積密度，gcm not] <24h14501C -'3ii>2.~5耐壓強(qiáng)度，MMllOt]<24h>30nsoO --3ii抗折強(qiáng)度，MillOt]<24h>314501C -'3ii>6線變化率,0O14504C <3h=0-50,
綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)及有益效果
(1)由上表可知，本發(fā)明具有優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性和抗氧化性好，操作穩(wěn)定性高，且稀土氧化物在高溫下反應(yīng)可生成NdOF，能提高產(chǎn)品抗渣侵蝕能力；
(2)本發(fā)明在目前鋁碳(高強(qiáng)度高溫?zé)Y(jié)預(yù)制件)鋁鎂結(jié)合型使用技術(shù)的基礎(chǔ)上，加入特定的稀土氧化物原位生成碳化硅晶須、Si3N4和!^eSi3N4，促進(jìn)莫來(lái)石相的生成，與現(xiàn)有澆注料相比，出鐵量可從7萬(wàn)噸增加到9. 6萬(wàn)噸，使用壽命明顯延長(zhǎng)，產(chǎn)品增加37%，在保證質(zhì)量的情況下，明顯降低了成本；
(3)本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中直接添Si3N4、FeSi3N4、NdOF和SiC晶須相比，由于這些成分在制備過(guò)程中原位生成，所以大量節(jié)約了能耗，經(jīng)濟(jì)可觀、環(huán)境效益顯著。
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)一步詳細(xì)說(shuō)明。本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出任何修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。實(shí)施例1
4一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其所含組分的重量百分?jǐn)?shù)為 剛玉骨料65%，其中電熔剛玉與燒結(jié)板狀剛玉的質(zhì)量比為15:85，碳化硅15%，稀土氧化物5%包括La2O3，Y2O35NdF3, Nd2O3，金屬硅7%，結(jié)合劑8%，及外加占上述總量5%的外加劑，其中結(jié)合劑為α -Al2O3微粉5%、水泥m和硅灰1%。實(shí)施例2
一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其所含組分的重量百分?jǐn)?shù)為 剛玉骨料75%，其中電熔剛玉與燒結(jié)板狀剛玉的質(zhì)量比為22:78，粒度小于0. 088mm和粒度為0. 5mm的碳化硅8%，稀土氧化物2%，粒度為35 μ m的金屬硅7%，結(jié)合劑8%，及外加占上述總量7%的外加劑，其中稀土氧化物為0. 5%La203,0. 5%Y203，0. 13%NdFs, 0. 87%Nd203 ；結(jié)合劑為粒度為0. 5 μ m的α -Al2O3微粉5%、水泥2%和硅灰1%。實(shí)施例3
一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其所含組分的重量百分?jǐn)?shù)為 剛玉骨料70%，其中電熔剛玉與燒結(jié)板狀剛玉的質(zhì)量比為18 82，粒度小于0. 088mm和粒度為0. 5mm的碳化硅11%，稀土氧化物4%，粒度為50 μ m的金屬硅3%，結(jié)合劑12%，及外加占上述總量6%的外加劑金屬鋁和三聚磷酸鈉，其中稀土氧化物為2. 5%La203, 1. 0%Y203， 0. 37%NdF3,0. 13%Nd203 ；結(jié)合劑為粒度為1. 5 μ m的α -Al2O3微粉5%、水泥4%和硅灰3%。實(shí)施例4
一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其所含組分的重量百分?jǐn)?shù)為剛玉骨料60%，其中電熔剛玉與燒結(jié)板狀剛玉的質(zhì)量比為20:80，粒度小于0. 088mm和粒度為0. 5mm的碳化硅15%，稀土氧化物3%，粒度為40 μ m的金屬硅7%，結(jié)合劑15%，及外加占上述總量6%的外加劑金屬鋁和防爆纖維，其中稀土氧化物為1. 0%La203,0. 5%Y203，1. 0%NdF3,0. 5%Nd203，結(jié)合劑為粒度為1. 0 μ m的α -Al2O3微粉9%、水泥3%和硅灰3%。實(shí)施例5
一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其所含組分的重量百分?jǐn)?shù)為剛玉骨料67%，其中電熔剛玉與燒結(jié)板狀剛玉的質(zhì)量比為20:80，粒度小于0. 088mm和粒度為0. 5mm的碳化硅13%，稀土氧化物2%，粒度為40 μ m的金屬硅5%，結(jié)合劑13%，及外加占上述總量6%的外加劑防爆纖維、三聚磷酸鈉和金屬鋁，其中稀土氧化物為0. 8%La203,0. 6%Y203，0. 6%NdF3, 0. 4%Nd203，結(jié)合劑為粒度為1. 0 μ m的α -Al2O3微粉7%、水泥4%和硅灰2%。上述實(shí)施例廣5稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料采用下述方法制備
(1)稱取外加劑后置入強(qiáng)制式攪拌機(jī)中預(yù)混l(Tl5min后成預(yù)混料；
(2)向步驟(1)所得預(yù)混料中按組成配比加入剛玉骨料、碳化硅、稀土氧化物、金屬硅、 結(jié)合劑在強(qiáng)制式攪拌機(jī)中繼續(xù)混合l(Tl5min ；
(3)將步驟(2)中混合好的料振動(dòng)成型，再在110°C下干燥12 36小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得干燥料置于高溫爐內(nèi)在140(Γ1500 下保溫2 3小時(shí)燒成。上述實(shí)施例廣5的理化性能指標(biāo)較見下表
權(quán)利要求
1.一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其特征在于，其包括如下重量百分?jǐn)?shù)的組分 剛玉骨料60 75%，碳化硅8 15%，稀土氧化物2 5%，金屬硅3 7%，結(jié)合劑8 15%，及外加占上述總量5 7%重量百分?jǐn)?shù)的外加劑；所述剛玉骨料為質(zhì)量比為15:85 22:78的電熔剛玉與燒結(jié)板狀剛玉；所述稀土氧化物包括Lei203、Y2O3> NdF3> Nd2O3 ；所述結(jié)合劑為α -Al2O3微粉5 10%、水泥2 4%和硅灰廣3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其特征在于，所述稀土氧化物為不小于0. 5%的La2O3、不小于0. 5%的Υ20、不小于0. 13%的NdF3、不小于0. 13%的 Nd2O3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其特征在于，所述碳化硅為粒度小于0. 088mm和粒度為0. 5mm的碳化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其特征在于，所述 α -Al2O3微粉的粒度為0. 5^1. 5 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其特征在于，所述金屬硅的粒度為35 50μπι。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其特征在于，所述外加劑為金屬鋁、防爆纖維、三聚磷酸鈉中的兩種或者三種。
7.—種權(quán)利要求1至6任一所述稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)稱取外加劑后置入強(qiáng)制式攪拌機(jī)中預(yù)混l(Tl5min后成預(yù)混料；(2)向步驟(1)所得預(yù)混料中按組成配比加入剛玉骨料、碳化硅、稀土氧化物、金屬硅、 結(jié)合劑，在強(qiáng)制式攪拌機(jī)中繼續(xù)混合l(Tl5min ；(3)將步驟(2)中混合好的料振動(dòng)成型，再在110°C下干燥12 36小時(shí)；(4)將步驟(3)所得干燥料置于高溫爐內(nèi)在140(Γ1500 下保溫2 3小時(shí)燒成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種稀土改性鋁氮質(zhì)擺動(dòng)流嘴澆注料，其包括如下重量百分?jǐn)?shù)的組分剛玉骨料60~75%，碳化硅8%～15%，稀土氧化物2~5%，金屬硅3~7%，結(jié)合劑8~15%，及外加占上述總量5~7%的外加劑，其中剛玉骨料為質(zhì)量比為15:85~22:78的電熔剛玉與燒結(jié)板狀剛玉，稀土氧化物包括La2O3，Y2O3，NdF3，Nd2O3，結(jié)合劑為α-Al2O3微粉5~10%、水泥2~4%和硅灰1~3%。本發(fā)明具有優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性和抗氧化性好，操作穩(wěn)定性高，與現(xiàn)有澆注料相比，出鐵量可從7萬(wàn)噸增加到9.6萬(wàn)噸，使用壽命大大延長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102557686SQ20111045856
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者佘春霞, 崔健健, 張文, 許華 申請(qǐng)人:長(zhǎng)興煤山新型爐料有限公司