[發(fā)明專利]ZrO2陶瓷高爐風(fēng)口襯套

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810040657.5
• 申請日: 2008-07-17
• 公開（公告）號: CN101628817A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永忠;龍世剛;張龍來;王強(qiáng);路飛
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/10
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 章鳴玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及耐火陶瓷材料類，具體地說，本發(fā)明涉及高爐煉鐵中使用的一種ZrO2 陶瓷高爐風(fēng)口襯套。

背景技術(shù)

高爐風(fēng)口襯套可以有效調(diào)節(jié)高爐鼓風(fēng)動(dòng)能和氣流分布，改善煤氣能量利用，同時(shí) 還有利于保護(hù)高爐風(fēng)口，提高入爐鼓風(fēng)溫度。作為高爐重要組成部分的風(fēng)口襯套，為 連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備，不能在生產(chǎn)過程中更換，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重破損情況，唯一的辦法就是 休風(fēng)更換，這就增加了高爐休風(fēng)率，給高爐的穩(wěn)定高產(chǎn)帶來不利影響。因此，襯套的 實(shí)際使用壽命對高爐生產(chǎn)至關(guān)重要，國內(nèi)外高爐工作者一直探索使用更加長壽的風(fēng)口 襯套，但尚未得到較好的解決。

目前高爐風(fēng)口襯套材質(zhì)為碳化硅質(zhì)、高鋁質(zhì)及SiC加鋼纖維質(zhì)等。在高爐風(fēng)口前 端高溫環(huán)境和氧化氣氛下，SiC或鋼纖維易發(fā)生下述氧化反應(yīng)：

SiC+O₂→SiO₂+CO₂

Fe+O₂→FeO或Fe+O₂→Fe₂O₃

SiO₂和鐵氧化物Fe_xO_y及Al₂O₃等化合物，如遇上高爐渣及爐內(nèi)的堿金屬蒸汽等， 將生成熔點(diǎn)僅為1200～1300℃的低熔點(diǎn)化合物Ca_0.54Fe_1.46SiO₄及(Ca，Na)(Si，Al)₄O₈等， 使高爐風(fēng)口襯套材料的熔點(diǎn)降低，易受熔蝕。同時(shí)，SiC在氧化過程中生成的CO₂氣 體不斷從材料內(nèi)部排出，致使材料氣孔率增加，結(jié)構(gòu)疏松，在高速氣流的沖刷作用下 加速了侵蝕。

針對現(xiàn)有高爐風(fēng)口襯套存在的問題，本發(fā)明者通過使用氧化鋁、氧化鋯，并加入 適量的復(fù)合添加劑，設(shè)計(jì)出了一種ZrO₂陶瓷高爐風(fēng)口襯套，從而完成了本發(fā)明。

本發(fā)明的目的在于提供一種ZrO₂陶瓷高爐風(fēng)口襯套。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種ZrO₂陶瓷高爐風(fēng)口襯套，該高爐風(fēng)口襯套包含下述化學(xué)成分：

Al₂O₃：54.5～98wt％；

ZrO₂：1.8～36.4wt％；

Y₂O₃，MgO及硅酸鹽組成的復(fù)合添加劑：0.2～9.1wt％。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中：所述高爐風(fēng)口襯套包含下述化學(xué)成分：

Al₂O₃：80～85wt％；

ZrO₂：9～14wt％；

Y₂O₃，MgO及硅酸鹽組成的復(fù)合添加劑：5～8wt％。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中：所述硅酸鹽為3CaO·SiO₂、2CaO·SiO₂和2CaO·Al₂O₃·SiO₂的混合物，其成分配比為30～65wt％：20～40wt％：15～35wt％。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中：在所述復(fù)合添加劑中，Y₂O₃、MgO及硅酸鹽的摩爾比為： 1∶2～3∶2.5～5。

本發(fā)明主要利用氧化鋁高強(qiáng)度、耐高溫、耐磨的良好性能，作為風(fēng)口襯套的主要 基質(zhì)，但氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度高易引起晶粒長大及殘余氣孔聚集，使材料氣密性變差 及力學(xué)性能下降。而ZrO₂具有較高的斷裂韌性，很好的彎曲強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及良好的 耐磨性和抗侵蝕性能，且熔點(diǎn)較高，是很好的陶瓷材料。通過加入氧化鋯相變增韌， 可以使氧化鋁基體材料性能獲得較大幅度改善，同時(shí)引入的氧化鋯顆粒還可以起到抑 制氧化鋁晶粒長大的作用。