[發明專利]一種連鑄用低碳鋁碳耐火材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010608658.2
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102001860A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 于仁紅;王寶玉;周寧生;張萌萌;王慧芳;杜鵬輝
• 申請（專利權）人: 河南科技大學;洛陽澤川高溫陶瓷有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 張彬

技術領域

本發明屬于耐火材料領域的一種鋁碳耐火材料，具體的說是一種含有二氧化鋯-氮化物復合粉體組分的連鑄用低碳鋁碳耐火材料及其制備方法。

背景技術

鋁碳質耐火材料是以氧化鋁和碳素為主要原料，以酚醛樹脂等有機物為結合劑，并加有少量抗氧化劑的一種高級碳復合耐火材料。由于鋁碳耐火材料將氧化鋁和石墨的優點匯集于一身，因而具有優異的熱震穩定性和抗渣性，被廣泛應用于使用條件苛刻連續鑄鋼過程。連鑄用耐火材料如滑板、長水口、浸入式水口和整體塞棒等均以鋁碳質耐火材料為主。鋁碳耐火材料中碳的氧化是影響其使用壽命的主要因素。此外，含碳耐火材料在生產潔凈鋼如低碳鋼時，碳容易溶解在鋼中，導致鋼水增碳，影響鋼水的潔凈度。因此，目前的鋁碳耐火材料已難以滿足潔凈鋼生產的需要。潔凈鋼生產用耐火材料正向低碳化甚至無碳化發展，所以開發低碳、超低碳、無碳耐火材料是當務之急。但若大幅降低鋁碳耐火材料中的碳含量，必然會使材料的抗熱震性和抗侵蝕性降低，影響鋁碳耐火材料使用的安全性和壽命。現有采用方法有：在鋁碳耐火材料中添加ZrO₂-SiC復合粉體改善耐火材料的性能，但現有的技術對ZrO₂-SiC復合粉體合成時需要在Ar氣氣氛中才能進行，難以工業化生產，而且生產的Al₂O₃-C質耐火材料石墨含量高達25%，難以滿足潔凈鋼的生產要求。

發明內容???

本發明目的是為了解決上述技術問題存在的不足，提供一種抗氧化性好和熱震穩定性高的新型低碳鋁碳耐火材料及其制備方法。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種連鑄用低碳鋁碳耐火材料，主料由氧化鋁骨料、氧化鋁細粉、二氧化鋯-氮化物復合粉體、氧化鋁微粉、碳素和防氧化劑組成，輔料為結合劑，各主料的重量份數及加入比例為：氧化鋁骨料60-70%、氧化鋁細粉5-20%、二氧化鋯-氮化物復合粉體2-15%、氧化鋁微粉4-10%、碳素0-3%、防氧化劑3-8%，結合劑加入量為主料總重量的3-10%。

一種連鑄用低碳鋁碳耐火材料的制備方法，方法步驟如下：

步驟一、將氧化鋁細粉、二氧化鋯-氮化物復合粉體、氧化鋁微粉、碳素和防氧化劑按如上所述的比例配料后，全部放入預混器中進行預混，制成混合粉體備用；

步驟二、將氧化鋁骨料和結合劑按照所述的比例配料，先將氧化鋁骨料放入混煉機中混煉2-5分鐘，然后加入結合劑混煉2-10分鐘，再加入步驟一制備的混合粉體混煉15-45分鐘后出料，困料8-48小時后加工成坯體，備用；

步驟三、將步驟二制備的坯體放置在150-250℃溫度下干燥12-36小時，然后在900-1500℃的溫度下保溫8-24個小時，得到含有二氧化鋯-氮化物復合粉體組分的鋁碳耐火材料。

所述的氧化鋁骨料為電熔白剛玉、電熔致密剛玉、礬土基電熔剛玉、板狀剛玉和燒結剛玉中的一種或兩種以上，粒度≤5mm；

所述的氧化鋁細粉為電熔白剛玉、礬土基電熔剛玉、電熔致密剛玉、板狀剛玉和燒結剛玉中的一種或兩種以上，粒度≤0.088mm；

所述的二氧化鋯-氮化物復合粉體為二氧化鋯與氮化硅、氧氮化硅、氮化鋯、氧氮化鋯中一種或兩種以上的復合粉體，粒度≤0.088mm；

所述的氧化鋁微粉的粒度≤0.005mm；

所述的防氧化劑為碳化物、硼化物、氮化物、金屬鋁、單質硅中的一種或兩種以上，粒度≤0.088mm；

所述的碳素為石墨、炭黑中的一種或兩種，碳含量≥90%，粒度≤0.20mm；

所述的結合劑為固體粉狀酚醛樹脂、熱固型液體酚醛樹脂和熱塑型液體酚醛樹脂中的一種或兩種以上。

有益效果：本發明通過以氧化鋁骨料、氧化鋁細粉、二氧化鋯-氮化物復合粉體、氧化鋁微粉、碳素、防氧化劑和結合劑為原料，按照操作方法進行低碳鋁碳耐火材料的制備，在碳含量少的條件下制得抗氧化性好和熱震穩定性高的低碳鋁碳耐火材料，甚至可以在不添加碳素原料的條件下制備出抗氧化性較好和熱震穩定性較高的低碳鋁碳耐火材料。