鋼薄帶連鑄用側(cè)封板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼薄帶連鑄用側(cè)封板，該鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的化學(xué)成份按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為：六方氮化硼30～80％、鋯英石5～40％、硅酸鋯5～25％、碳化硅1～15％、硼化鎂1～8％、碳化硼0.5～5％、二氧化硅0.1～3％和添加劑1～5％。本發(fā)明由于采用了新的陶瓷配方組成，在制備工藝中對原料以及各種工藝參數(shù)做到了精細(xì)化控制，從而使得所制備的側(cè)封板內(nèi)部物相組織均勻、側(cè)封板熱膨脹系數(shù)以及熱導(dǎo)率小。宏觀上表現(xiàn)為側(cè)封板的抗熱震性能、抗鋼水侵蝕性能以及耐磨性能相對于傳統(tǒng)側(cè)封板更加優(yōu)異。因而，可有效提高側(cè)封板的使用壽命以及使用穩(wěn)定性，因而可降低薄帶連鑄生產(chǎn)成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】鋼薄帶連鑄用側(cè)封板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵連鑄【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種鋼薄帶連鑄用側(cè)封板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薄帶連鑄是鋼鐵帶材工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)的一項革命性短工藝流程，它從根本上改變了鋼鐵工業(yè)的薄型鋼材的生產(chǎn)過程，取消了連鑄(鑄錠)、粗軋、熱連軋及相關(guān)的加熱、切頭等一系列常規(guī)工序，開創(chuàng)了將鋼水經(jīng)中間包直接澆注并直接軋制成數(shù)毫米厚的薄型板材的高效、節(jié)能、環(huán)保的最新型技術(shù)和工藝。側(cè)封技術(shù)是雙輥薄帶連鑄技術(shù)中的最關(guān)鍵技術(shù)之一，是影響薄帶連鑄過程中鑄帶質(zhì)量和工藝穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，側(cè)封起到約束金屬液體，促進(jìn)薄帶成型，保證薄帶邊緣質(zhì)量等作用。固體側(cè)封是目前技術(shù)最成熟、也是最接近實(shí)用條件的一種側(cè)封方法。 [0003]目前，國內(nèi)外研究和開發(fā)的固體側(cè)封板絕大部分都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求，如:《Ceramic plates for side dams of twin-drum continuous strip casters》 (Nose 等人，美國專利US7208433)使用的是一種利用稀土石榴石、塞隆以及BN(氮化硼)復(fù)合材料制備陶瓷側(cè)封板，專利中報道該種側(cè)封板具有較低的熱導(dǎo)率(熱導(dǎo)率< 10W/m.K)，并且具有較好的抗熱震性倉((Pressure-sintered polycpystalline mixed materials with abase of hexagonal boron nitride, oxides and carbides〉〉(Sindlhauser 等人，美國專利US4885264)對氮化硼-氧化物基復(fù)合材料和氮化硼_非氧化物復(fù)合材料制備陶瓷側(cè)封板進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明所制備的側(cè)封板具有較高的致密度和較低的熱導(dǎo)率，同時，具有較好的耐磨性、抗熱震性和抗侵蝕性?！禖omposite material》(Guillo等人,美國專利US6667263)以六方氮化硼一氧化物(Al、Mg、S1、Ti的氧化物)為基體，加入氮化物(Al、S1.Zr.Ti的氮化物)，在真空狀態(tài)下熱壓燒結(jié)制備了陶瓷側(cè)封板復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BN-Al2O3-Si3N4性能最好，Al2O3和Si3N4形成了固溶體，使材料具有很好的抗熱震性、耐磨性、耐蝕性和非潤濕性?！禖eramic plate for side weir of twin-drum type continu-ouscasting apparatus)) (Takeuchi 等人，美國專利 US6843304)制備了 BN-AlN-Si3N4-Al (或Al的等價物)陶瓷側(cè)封板復(fù)合材料，其熱導(dǎo)率小于8W(m.Κ) Λ抗熱震性能和抗鋼水侵蝕性能良好?！侗нB鑄用側(cè)封板及制造方法》(許宏杰和田守信，中國專利CN102161082A)利用氮化硼、硼化鋯、石墨以及碳纖維制備了薄帶連鑄用陶瓷側(cè)封板，該專利中報道其熱導(dǎo)率為22W(m.Κ 1，抗氧化性能和耐磨損性能較好，但該種側(cè)封板使用壽命短。《雙輥薄帶連鑄側(cè)封板及其制作方法》(田守信等人，中國專利CN101648260A)利用一種氮化硼材質(zhì)的面板和一種鋁硅系保溫隔熱材料的基板制作了一種復(fù)合側(cè)封板，該專利中報道該種復(fù)合側(cè)封板的保溫性能良好，但是這種側(cè)封板的抗熱震性能不佳，導(dǎo)致側(cè)封板使用壽命不長?！兑环N用于薄帶連鑄側(cè)封板的陶瓷復(fù)合材料及其制備方法》(王玉金等人，中國專利CN102173792A)該專利中系統(tǒng)報道了利用氮化硼、碳化物、氮化物以及氧化物作為側(cè)封板的制作方法，該專利所制備的側(cè)封板致密度為94%~99%，室溫抗彎強(qiáng)度為260~420MPa，斷裂韌性為3~8MPa.m1/2，雖然在強(qiáng)度方面滿足了側(cè)封板的使用要求，但其使用過程中由于抵抗鋼水的熱沖擊差，使用壽命很短?？傮w而言，國內(nèi)外對側(cè)封板材質(zhì)均進(jìn)行了大量的研究，國外側(cè)封板少部分已經(jīng)進(jìn)行了商品化生產(chǎn)，國內(nèi)的側(cè)封板研究尚處于實(shí)驗(yàn)室研究和模擬實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，還未能生產(chǎn)出符合使用要求的陶瓷側(cè)封板。國外所制備的側(cè)封板雖然優(yōu)于國內(nèi)側(cè)封板，但是或多或少存在如抗鋼水化學(xué)侵蝕性不佳，抗熱震性差以及耐磨性差等問題。綜合性能較優(yōu)的側(cè)封板，其長時間使用過程中仍然會存在上述問題。這是因?yàn)?，一般情況下，在保證側(cè)封板具有好的抗熱震性的同時，不能保證側(cè)封板具有低的熱導(dǎo)率，這就使得側(cè)封板表面很容易產(chǎn)生冷塊，從而導(dǎo)致側(cè)封板被磨損，縮短壽命。另一個方面，在燒結(jié)大體積高致密度的側(cè)封板時，很難使得側(cè)封板物相組成及微觀組織均一，這就使得側(cè)封板內(nèi)部出現(xiàn)熱膨脹不匹配，從而導(dǎo)致側(cè)封板在使用過程中發(fā)生熱震破壞。側(cè)封板選用材質(zhì)如果與鋼水非潤濕性差，則側(cè)封板在使用過程中更容易與鋼水發(fā)生侵蝕破壞。因此，研究和開發(fā)高性能陶瓷側(cè)封板材料對薄帶連鑄的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是 要提供一種鋼薄帶連鑄用側(cè)封板及其制備方法，本發(fā)明通過開發(fā)新型側(cè)封板新的配方組成，并調(diào)整其制備方法使得側(cè)封板同時具有耐高溫、強(qiáng)度高、抗熱震以及熱導(dǎo)率低的性能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板，其特征在于，該鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的化學(xué)成份按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為:六方氮化硼01-8的30~80%、鋯英石5~40%、硅酸鋯(ZrSiO4) 5~25 %、碳化硅(SiC) I~15 %、硼化鎂(MgB2) I~8 %、碳化硼(B4C)0.5~5%、二氧化硅(SiO2)0.1~3%和添加劑I~5%，其中，添加劑為Al2O3(氧化鋁)，Y2O3 (三氧化二釔)，TiO2 ( 二氧化鈦)，B2O3 (三氧化二硼)中的一種或幾種的組合。采用這種配比，可以充分利用六方氮化硼材料本身所具有的優(yōu)良特性，耐高溫性、潤滑性、低的熱膨脹系數(shù)以及極好的化學(xué)穩(wěn)定性。六方氮化硼具有類似于石墨的層片狀結(jié)構(gòu)，只有在300kPa的氮?dú)鈮毫ο掠?000°C以上熔化，在高溫下無軟化現(xiàn)象，因而，熱壓六方氮化硼具有較高的使用溫度和抗燒蝕性能。故采用六方氮化硼為主要原料，輔助低膨脹系數(shù)的鋯英石等原料制備復(fù)合多相陶瓷，可獲得耐高溫、抗熱震以及抗侵蝕的陶瓷側(cè)封板。
[0006]進(jìn)一步地，所述六方氮化硼占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為35~75%。
[0007]可選地，所述添加劑為Al2O3和B2O3,所述Al2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為2%，所述B2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為1.5%。
[0008]可選地，所述添加劑為Y2O3和TiO2,所述Y2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為I %，所述TiO2占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為I %。
[0009]可選地，所述添加劑為A1203、Y2O3和TiO2，所述Al2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為1%，所述Y2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為1%，所述TiO2占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為I%。
[0010]一種鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟:
[0011]步驟1:將六方氮化硼粉、鋯英石粉、硅酸鋯粉、碳化硅粉、硼化鎂粉、碳化硼粉、二氧化硅粉和添加劑分別用球磨機(jī)采用濕法球磨法進(jìn)行球磨處理至少12小時，分別形成六方氮化硼漿料、鋯英石漿料、硅酸鋯漿料、碳化硅漿料、硼化鎂漿料、碳化硼漿料、二氧化硅漿料和添加劑漿料，該球磨處理過程中的球磨溶劑為無水乙醇，該球磨處理過程中控制六方氮化硼漿料中固體顆粒粒度為I μ m以下，鋯英石漿料中固體顆粒粒度為I~5 μ m，硅酸鋯漿料中固體顆粒粒度為I~3 μ m，碳化硅漿料中固體顆粒粒度為5~10 μ m，硼化鎂漿料、碳化硼漿料、二氧化硅漿料和添加劑漿料中固體顆粒粒度均為5μπι以下，然后再將六方氮化硼漿料、鋯英石漿料、硅酸鋯漿料、碳化硅漿料、硼化鎂漿料、碳化硼漿料、二氧化硅漿料和添加劑漿料分別烘干形成六方氮化硼粉料、鋯英石粉料、硅酸鋯粉料、碳化硅粉料、硼化鎂粉料、碳化硼粉料、二氧化硅粉料和添加劑粉料，所述添加劑為Al2O3, Y2O3, TiO2, B2O3中的一種或幾種的組合；采用以上工藝參數(shù)的原因在于充足的球磨時間可以保證顆粒的粒度，而細(xì)的顆粒粒度可以增加原料的比表面積，從而提高原料的活性；
[0012]步驟2:按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為:六方氮化硼30~80%、鋯英石5~40%、硅酸鋯5~25 %，碳化硅I~15 %，硼化鎂I~8 %，碳化硼0.5~5 %，二氧化硅0.1~3 %，添加劑I~5%選取步驟I中烘干處理后的粉料，并通過球磨機(jī)將上述六方氮化硼粉料、鋯英石粉料、硅酸鋯粉料、碳化硅粉料、硼化鎂粉料、碳化硼粉料、二氧化硅粉料和添加劑粉料進(jìn)行濕法球磨混合處理，濕法球磨混合處理中采用的球磨溶劑為純凈水，濕法球磨混合處理直至六方氮化硼粉料、鋯英石粉料、硅酸鋯粉料、碳化硅粉料、硼化鎂粉料、碳化硼粉料、二氧化硅粉料和添加劑粉料混合 均勻，無分層出現(xiàn)，即形成混合漿料；通過采用濕法球磨混合，可以使得各原料相互之間充分分散混合，便于在燒結(jié)過程中形成均勻的物相；
[0013]步驟3:對混合漿料進(jìn)行干燥處理，形成混合粉料，最終干燥溫度為100~150°C，最終干燥溫度的保溫時間為I~5小時，采用四導(dǎo)柱液壓機(jī)和金屬模具對干燥后形成的混合粉料進(jìn)行預(yù)壓處理，形成顆粒，預(yù)壓處理過程中控制混合粉料粒徑范圍在0〈粒徑(0.8mm的占10~45%，粒徑范圍在0.8〈粒徑≤1.2mm的占30~85%，粒徑范圍大于
1.2mm的占5~35%;通過四導(dǎo)柱液壓機(jī)和金屬模具可以獲得均勻的球形顆粒，而且便于控制顆粒的粒徑；采用不同粒徑的顆粒形成級配，便于壓制成型；
[0014]步驟4:將上述預(yù)壓處理所得到的不同粒徑的所有混合粉料放入混合機(jī)中進(jìn)行均勻混合，得到配合粉料；
[0015]步驟5:將上述配合粉料放入石墨模具中，采用氣壓燒結(jié)工藝燒結(jié)制備側(cè)封板坯體，氣壓燒結(jié)工藝中的最終燒結(jié)溫度為1500~2000°C，氣壓燒結(jié)工藝中最終燒結(jié)時所對應(yīng)的氣氛壓力為20~90MPa ;控制燒結(jié)溫度和壓力可以獲得致密度高的陶瓷。
[0016]步驟6:將上述燒結(jié)后的側(cè)封板坯體采用機(jī)械加工方法進(jìn)行加工處理，即得到鋼薄帶連鑄用側(cè)封板。
[0017]進(jìn)一步地，所述步驟2中的球磨溶劑為雜質(zhì)質(zhì)量百分比含量小于3%的純凈水。
[0018]進(jìn)一步地，所述步驟2的濕法球磨混合處理的球磨時間為5~48小時。
[0019]更進(jìn)一步地，所述步驟3的干燥處理為采用電熱式鼓風(fēng)干燥箱對混合漿料進(jìn)行干燥處理。
[0020]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明采用新型陶瓷配方組成制造鋼薄帶連鑄用側(cè)封板，制造的側(cè)封板具有致密度高、耐火度高以及抗折強(qiáng)度高的特點(diǎn)，充分保證側(cè)封板在使用過程中不會軟化。同時，側(cè)封板具有低的熱導(dǎo)率和良好的抗熱震性，保證側(cè)封板在使用過程中能夠較好的抵抗鋼水熱沖擊，延長側(cè)封板的使用壽命。本發(fā)明相對于傳統(tǒng)側(cè)封板，由于采用了新的陶瓷配方組成，在制備工藝中對原料以及各種工藝參數(shù)做到了精細(xì)化控制，從而使得所制備的側(cè)封板內(nèi)部物相組織均勻、側(cè)封板熱膨脹系數(shù)以及熱導(dǎo)率小。宏觀上表現(xiàn)為側(cè)封板的抗熱震性能、抗鋼水侵蝕性能以及耐磨性能相對于傳統(tǒng)側(cè)封板更加優(yōu)異。因而，可有效提高側(cè)封板的使用壽命以及使用穩(wěn)定性，因而可降低薄帶連鑄生產(chǎn)成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
[0021]本發(fā)明的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的致密度為94%~99%，耐火度為1700°C以上，室溫抗折強(qiáng)度為160~280MPa，熱導(dǎo)率為10~26W/(m*K)(室溫)，同時，具有RT (roomtemperature室溫)至1100°C之間,水冷50次不破裂的抗熱震性能。上述參數(shù)與現(xiàn)有的側(cè)封板相比說明本發(fā)明具有耐高溫、強(qiáng)度高、抗熱震性好以及熱導(dǎo)率低的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為實(shí)施例2制備的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板樣品的掃描電子顯微照片。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0024]實(shí)施例1:
[0025]步驟1:將六方氮化硼粉、鋯英石粉、硅酸鋯粉、碳化硅粉、硼化鎂粉、碳化硼粉、二氧化硅粉、Al2O3粉和B2O3粉分別用球磨機(jī)采用濕法球磨法進(jìn)行球磨處理24小時，球磨處理過程中的球磨溶劑為無水乙醇，上述球磨處理過程中控制六方氮化硼漿料中固體顆粒粒度為0.7 μ m，鋯英石漿料 中固體顆粒粒度為3 μ m,硅酸鋯漿料中固體顆粒粒度為1.5 μ m，碳化硅漿料中固體顆粒粒度為10 μ m,硼化鎂漿料、碳化硼漿料、二氧化硅漿料和添加劑漿料中固體顆粒粒度均為4μπι，然后再將上述漿料烘干，形成對應(yīng)的粉料；
[0026]步驟2:按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為:六方氮化硼40%、鋯英石20%、硅酸鋯20%、碳化硅5%、硼化鎂5%、碳化硼4%、二氧化硅2.5%、Α12032%和B2O3L 5%選取步驟I中烘干處理后的粉料，并通過球磨機(jī)將上述粉料進(jìn)行濕法球磨混合處理，球磨溶劑為雜質(zhì)質(zhì)量百分比含量小于3%的純凈水，濕法球磨混合處理的時間為24小時，直至混合料均勻混合，無分層出現(xiàn)，形成混合漿料；
[0027]步驟3:采用電熱式鼓風(fēng)干燥箱對混合漿料進(jìn)行干燥處理，形成混合粉料，最終干燥溫度為110°C，最終干燥溫度的保溫時間為5小時，再利用四導(dǎo)柱液壓機(jī)和金屬模具對干燥后形成的混合粉料進(jìn)行預(yù)壓處理，形成顆粒，預(yù)壓處理過程中控制混合粉料粒徑范圍在0〈粒徑< 0.8mm的占15%,粒徑范圍在0.8〈粒徑< 1.2mm的占70%,粒徑范圍大于1.2mm的占15% ；
[0028]步驟4:將上述預(yù)壓處理所得到的不同粒徑的所有混合粉料放入混合機(jī)中進(jìn)行均勻混合，得到配合粉料；
[0029]步驟5:將上述配合粉料放入石墨模具中，采用氣壓燒結(jié)工藝燒結(jié)制備側(cè)封板坯體，氣壓燒結(jié)工藝中的最終燒結(jié)溫度為2000°C，氣壓燒結(jié)工藝中最終燒結(jié)時所對應(yīng)的氣氛壓力為3OMPa ；
[0030]步驟6:將上述燒結(jié)后的側(cè)封板坯體采用機(jī)械加工方法進(jìn)行加工處理，即得到鋼薄帶連鑄用側(cè)封板。[0031]經(jīng)測試，本實(shí)施例1得到的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的性能如下:
[0032]鋼薄帶連鑄用側(cè)封板致密度為95%，耐火度為1750°C，室溫抗折強(qiáng)度為275MPa，熱導(dǎo)率為22W/ (m.K)(室溫)，同時，具有RT (room temperature室溫)至1100°C之間，水冷50次不破裂的抗熱震性能。
[0033]由此可見實(shí)施例1具有耐高溫、強(qiáng)度高、抗熱震性好以及熱導(dǎo)率低的特點(diǎn)。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]步驟1:將六方氮化硼粉、鋯英石粉、硅酸鋯粉、碳化硅粉、硼化鎂粉、碳化硼粉、二氧化硅粉、Y2O3粉和TiO2粉分別用球磨機(jī)采用濕法球磨法進(jìn)行球磨處理20小時，球磨處理過程中的球磨溶劑為無水乙醇，上述球磨處理過程中控制六方氮化硼漿料中固體顆粒粒度為0.5 μ m,鋯英石漿料中固體顆粒粒度為4 μ m，硅酸鋯漿料中固體顆粒粒度為2.5 μ m，碳化硅漿料中固體顆粒粒度為8 μ m，硼化鎂漿料、碳化硼漿料、二氧化硅漿料、Y2O3漿料和TiO2漿料中固體顆粒粒度均為3 μ m,然后再將上述漿料烘干，形成對應(yīng)的粉料；
[0036]步驟2:按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為:六方氮化硼50%、鋯英石25%、硅酸鋯10%、碳化硅6%、硼化鎂2%、碳化硼2%、二氧化硅3%、Y2031 %和TiO2I %選取步驟I中烘干處理后的粉料，并通過球磨機(jī)將上述粉料進(jìn)行濕法球磨混合處理，球磨溶劑為雜質(zhì)質(zhì)量百分比含量小于3%的純凈水，濕法球磨混合處理的時間為30小時，直至混合料均勻混合，無分層出現(xiàn)，形成混合漿料；
[0037]步驟3:采用電熱 式鼓風(fēng)干燥箱對混合漿料進(jìn)行干燥處理，形成混合粉料，最終干燥溫度為120°C，最終干燥溫度的保溫時間為4小時，再利用四導(dǎo)柱液壓機(jī)和金屬模具對干燥后形成的混合粉料進(jìn)行預(yù)壓處理，形成顆粒，預(yù)壓處理過程中控制混合粉料粒徑范圍在0〈粒徑≤0.8mm的占20%，粒徑范圍在0.8〈粒徑≤1.2mm的占75%，粒徑范圍大于1.2mm的占5% ；
[0038]步驟4:將上述預(yù)壓處理所得到的不同粒徑的所有混合粉料放入混合機(jī)中進(jìn)行均勻混合，得到配合粉料；
[0039]步驟5:將上述配合粉料放入石墨模具中，采用氣壓燒結(jié)工藝燒結(jié)制備側(cè)封板坯體，氣壓燒結(jié)工藝中的最終燒結(jié)溫度為1900°C，氣壓燒結(jié)工藝中最終燒結(jié)時所對應(yīng)的氣氛壓力為5OMPa ；
[0040]步驟6:將上述燒結(jié)后的側(cè)封板坯體采用機(jī)械加工方法進(jìn)行加工處理，即得到鋼薄帶連鑄用側(cè)封板。
[0041]經(jīng)測試，本實(shí)施例2得到的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的性能如下:
[0042]鋼薄帶連鑄用側(cè)封板致密度為96%，耐火度為1800°C，室溫抗折強(qiáng)度為205MPa，熱導(dǎo)率為18W/ (m.K)(室溫),同時,具有RT (room temperature室溫)至1100°C之間,水冷50次不破裂的抗熱震性能。
[0043]由此可見實(shí)施例2具有耐高溫、強(qiáng)度高、抗熱震性好以及熱導(dǎo)率低的特點(diǎn)。
[0044]實(shí)施例3:
[0045]步驟1:將六方氮化硼粉、鋯英石粉、硅酸鋯粉、碳化硅粉、硼化鎂粉、碳化硼粉、二氧化硅粉、Al2O3粉、Y2O3粉和TiO2粉分別用球磨機(jī)采用濕法球磨法進(jìn)行球磨處理15小時，球磨處理過程中的球磨溶劑為無水乙醇，上述球磨處理過程中控制六方氮化硼漿料中固體顆粒粒度為0.3 μ m，鋯英石漿料中固體顆粒粒度為2 μ m,硅酸鋯漿料中固體顆粒粒度為2 μ m,碳化硅漿料中固體顆粒粒度為6 μ m，硼化鎂漿料、碳化硼漿料、二氧化硅漿料、Al2O3漿料、Y2O3漿料和TiO2漿料中固體顆粒粒度均為2 μ m,然后再將上述漿料烘干，形成對應(yīng)的粉料；
[0046]步驟2:按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為:六方氮化硼70%、鋯英石10%、硅酸鋯5%、碳化硅5%、硼化鎂I %、碳化硼5%、二氧化硅1%、A12031 %，Y2031 %和TiO2I %選取步驟I中烘干處理后的粉料，并通過球磨機(jī)將上述粉料進(jìn)行濕法球磨混合處理，球磨溶劑為雜質(zhì)質(zhì)量百分比含量小于3%的純凈水，濕法球磨混合處理的時間為48小時，直至混合料均勻混合，無分層出現(xiàn)，形成混合漿料；
[0047]步驟3:采用電熱式鼓風(fēng)干燥箱對混合漿料進(jìn)行干燥處理，形成混合粉料，最終干燥溫度為140°C，最終干燥溫度的保溫時間為I小時，再利用四導(dǎo)柱液壓機(jī)和金屬模具對干燥后形成的混合粉料進(jìn)行預(yù)壓處理，形成顆粒，預(yù)壓處理過程中控制混合粉料粒徑范圍在O〈粒徑≤0.8mm的占35%，粒徑范圍在0.8〈粒徑≤1.2mm的占55%，粒徑范圍大于1.2mm白勺占10% ；
[0048]步驟4:將上述預(yù)壓處理所得到的不同粒徑的所有混合粉料放入混合機(jī)中進(jìn)行均勻混合，得到配合粉料；
[0049]步驟5:將上述配合粉料放入石墨模具中，采用氣壓燒結(jié)工藝燒結(jié)制備側(cè)封板坯體，氣壓燒結(jié)工藝中的最終燒結(jié)溫度為1850°C，氣壓燒結(jié)工藝中最終燒結(jié)時所對應(yīng)的氣氛壓力為60MPa ；
[0050]步驟6:將上述 燒結(jié)后的側(cè)封板坯體采用機(jī)械加工方法進(jìn)行加工處理，即得到鋼薄帶連鑄用側(cè)封板。
[0051]經(jīng)測試，本實(shí)施例3得到的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的性能如下:
[0052]鋼薄帶連鑄用側(cè)封板致密度為97%，耐火度為1760°C，室溫抗折強(qiáng)度為180MPa，熱導(dǎo)率為15W/(m.K)(室溫),同時，具有RT(room temperature室溫)至1100°C之間,水冷50次不破裂的抗熱震性能。
[0053]由此可見實(shí)施例3具有耐高溫、強(qiáng)度高、抗熱震性好以及熱導(dǎo)率低的特點(diǎn)。
[0054]圖1是實(shí)施例2制備的一種鋼薄帶連鑄用側(cè)封板樣品的掃描電子顯微照片。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，所制備的側(cè)封板樣品內(nèi)部組織均勻致密，無明顯晶粒出現(xiàn)，結(jié)合相均以固溶體的形式存在，這種微觀組織結(jié)構(gòu)有助于側(cè)封板強(qiáng)度以及抗熱震性能的提高。
[0055]本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼薄帶連鑄用側(cè)封板，其特征在于，該鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的化學(xué)成份按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為:六方氮化硼30~80%、鋯英石5~40%、硅酸鋯5~25%、碳化硅I~15%、硼化鎂I~8%、碳化硼0.5~5%、二氧化硅0.1~3%和添加劑I~5%，其中，添加劑為Al2O3, Y2O3, TiO2, B2O3中的一種或幾種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板，其特征在于:所述六方氮化硼占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為35~75%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板，其特征在于:所述添加劑為Al2O3和B2O3，所述Al2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為2%，所述B2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為1.5%。
4.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板，其特征在于:所述添加劑為Y2O3和TiO2，所述Y2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為1 %，所述TiO2占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼薄帶連鑄用側(cè)封板，其特征在于:所述添加劑為A1203、Y203和TiO2，所述Al2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為1%，所述Y2O3占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為1%，所述TiO2占所述鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的重量百分比為1%。
6.一種鋼薄帶連鑄用側(cè)封板的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟: 步驟1:將六方氮化硼粉、鋯英石粉、硅酸鋯粉、碳化硅粉、硼化鎂粉、碳化硼粉、二氧化硅粉和添加劑分別用球磨機(jī)采用濕法球磨法進(jìn)行球磨處理至少12小時，分別形成六方氮化硼漿料、鋯英石漿料、硅酸鋯漿料、碳化硅漿料、硼化鎂漿料、碳化硼漿料、二氧化硅漿料和添加劑漿料，該球磨處理過程中的球磨溶劑為無水乙醇，該球磨處理過程中控制六方氮化硼漿料中固體顆粒粒度為1μ m以下，鋯英石漿料中固體顆粒粒度為1~5 μ m，硅酸鋯漿料中固體顆粒粒度為1~3μπι，碳化硅漿料中固體顆粒粒度為5~10 μ m，硼化鎂漿料、碳化硼漿料、二氧化硅漿料和添加劑漿料中固體顆粒粒度均為5μπι以下，然后再將六方氮化硼漿料、鋯英石漿料、硅酸鋯漿料、碳化硅漿料、硼化鎂漿料、碳化硼漿料、二氧化硅漿料和添加劑漿料分別烘干形成六方氮化硼粉料、鋯英石粉料、硅酸鋯粉料、碳化硅粉料、硼化鎂粉料、碳化硼粉料、二氧化硅粉料和添加劑粉料，所述添加劑為Al2O3, Y2O3, TiO2, B2O3中的一種或幾種的組合； 步驟2:按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為:六方氮化硼30~80 %、鋯英石5~40 %、硅酸鋯5~25 %，碳化娃I~15 %,硼化鎂I~8 %,碳化硼0.5~5 %, 二氧化娃0.1~3 %,添加劑1~5 %選取步驟I中烘干處理后的粉料，并通過球磨機(jī)將上述六方氮化硼粉料、鋯英石粉料、硅酸鋯粉料、碳化硅粉料、硼化鎂粉料、碳化硼粉料、二氧化硅粉料和添加劑粉料進(jìn)行濕法球磨混合處理，濕法球磨混合處理中采用的球磨溶劑為純凈水，濕法球磨混合處理直至六方氮化硼粉料、鋯英石粉料、硅酸鋯粉料、碳化硅粉料、硼化鎂粉料、碳化硼粉料、二氧化硅粉料和添加劑粉料混合均勻，無分層出現(xiàn)，即形成混合漿料； 步驟3:對混合漿料進(jìn)行干燥處理，形成混合粉料，最終干燥溫度為100~150°C，最終干燥溫度的保溫時間為1~5小時，采用四導(dǎo)柱液壓機(jī)和金屬模具對干燥后形成的混合粉料進(jìn)行預(yù)壓處理，形成顆粒，預(yù)壓處理過程中控制混合粉料粒徑范圍在0〈粒徑≤ 0.8mm的占10~45%，粒徑范圍在0.8〈粒徑≤1.2mm的占30~85%，粒徑范圍大于1.2mm的占.5 ~35% ； 步驟4:將上述預(yù)壓處理所得到的不同粒徑的所有混合粉料放入混合機(jī)中進(jìn)行均勻混合，得到配合粉料； 步驟5:將上述配合粉料放入石墨模具中，采用氣壓燒結(jié)工藝燒結(jié)制備側(cè)封板坯體，氣壓燒結(jié)工藝中的最終燒結(jié)溫度為1500~2000°C，氣壓燒結(jié)工藝中最終燒結(jié)時所對應(yīng)的氣氛壓力為2O~9OMPa ； 步驟6:將上述燒結(jié)后的側(cè)封板坯體采用機(jī)械加工方法進(jìn)行加工處理，即得到鋼薄帶連鑄用側(cè)封板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼薄帶連鑄用氮化硼質(zhì)陶瓷側(cè)封板的制備方法，其特征在于:步驟2中的球磨溶劑為雜質(zhì)質(zhì)量百分比含量小于3%的純凈水。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼薄帶連鑄用氮化硼質(zhì)陶瓷側(cè)封板的制備方法，其特征在于:所述步驟2的濕法球磨混合處理的球磨時間為5~48小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼薄帶連鑄用氮化硼質(zhì)陶瓷側(cè)封板的制備方法，其特征在于:所述步驟3的 干燥處理為采用電熱式鼓風(fēng)干燥箱對混合漿料進(jìn)行干燥處理。
【文檔編號】C04B35/622GK103964859SQ201410166781
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】劉孟, 宋儀杰, 周桂峰, 劉繼雄, 薛改鳳, 徐國濤, 鄒龍, 張洪雷, 何明生, 陳華圣, 劉黎, 周旺枝 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司