[發明專利]一種氧化鋯質滑板及其制備方法

有效

• 申請號: 201110269635.8
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN102424592A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 桑紹柏;李亞偉;李遠兵;趙雷;金勝利;李淑靜
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

技術領域

本發明屬于耐火材料領域，尤其是涉及一種氧化鋯質滑板及其制備方法。

背景技術

在連鑄生產工藝中，滑動水口系統是連鑄機澆鑄過程中鋼水的重要控制裝置，能夠精確地調節鋼水從鋼包到中間包的流量，使流入和流出的鋼水達到平衡，從而使連鑄操作更容易控制。滑動水口系統由上水口、滑板和下水口組成?；迨侵苯涌刂其撍髁亢土魉佟Q定滑動水口系統功能的部件，被認為是滑動水口系統中最重要的部分。

鈣在鋼水中的主要作用是進行脫氧、脫硫和對夾雜物進行變性處理，從而改善鋼水的流動性和提高鋼的質量。鋼水的鈣處理作為一種精煉鋼水的工藝，現已得到廣泛應用。但鈣處理鋼水中的[Ca]與常用鋁碳或鋁鋯碳滑板中的Al₂O₃、SiO₂反應生成低熔物，導致在澆鑄鈣處理鋼時滑板損毀速度成倍增加。

“一種鎂質滑板磚的配方及生產工藝”(ZL200410010211.X)專利技術，采用高純鎂砂和氧化鋁微粉為主要原料制得的鎂質滑板能夠滿足100～400噸大中型鋼包澆注鈣處理鋼的連鑄作業，但其使用壽命僅為1～2次。二氧化鋯在高溫下化學性質十分穩定，在與氧化鈣接觸時仍能保持較高的熔點，是澆鑄鈣處理鋼滑板的理想材料?！案哐趸嗁|耐火材料的制備方法”(CN200510044209.9)專利技術，提供了一種高氧化鋯質耐火材料，其組織均勻致密，無裂紋，氣孔率低，耐蝕性好，適宜玻璃窯使用，但其SiO₂含量較高，不適宜用于澆注鈣處理鋼?！把趸喕濉?金從進、李澤亞，氧化鋯滑板制備工藝對其性能和顯微結構的影響，耐火材料，2008，42(4)：288-290)所公開的技術，采用MgO-Y₂O₃部分穩定氧化鋯微粉造粒料制備的氧化鋯滑板結構致密，具有較高的強度和較低的顯氣孔率，但其脆性較大，不利于后續加工，而且制得的氧化鋯滑板熱震穩定性仍不夠好，限制了其使用壽命。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的在于提供一種斷裂強度高、熱震穩定性好、抗侵蝕性能優良、使用壽命長的氧化鋯質滑板及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：將100份質量的氧化鋯微粉造粒料和15～25份質量的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液混合均勻，困料20～24小時，成型；成型后的坯體在50～60℃條件下干燥8～16小時，在180～240℃保溫20～24小時，在燒成溫度為1550～1650℃燒成；燒成后經浸油、干餾、打孔和磨制加工，即得氧化鋯質滑板。

所述的氧化鋯微粉造粒料是以部分穩定氧化鋯微粉經濕法球磨和噴霧造粒加工而成；部分穩定氧化鋯微粉為Y₂O₃部分穩定氧化鋯微粉、MgO部分穩定氧化鋯微粉、MgO-Y₂O₃部分穩定氧化鋯微粉中的一種以上。

所述的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的制備方法是：將15～25份氫氧化鋯粉體、12～18份熱固性酚醛樹脂和1～2份六次甲基四胺依次加入到60～70份無水乙醇中，在40～60℃攪拌2～4小時。

所述的成型為等靜壓成型。

所述的燒成的工藝制度為：以1.0～1.6℃/分鐘的速率從室溫升至1050℃，再以0.2～0.5℃/分鐘的速率從1050℃升至1250℃，以0.8～1.2℃/分鐘的速率從1050℃升至燒成溫度，在燒成溫度的條件下保溫3～6小時；以0.8～1.2℃/分鐘的速率從燒成溫度降至1250℃，以0.2～0.5℃/分鐘的速率從1250℃降至1050℃；以≤1.0℃/分鐘的速率從1050℃降至室溫。

由于采用上述技術方案，本發明以氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的形式加入到氧化鋯微粉造粒料中，保證了氫氧化鋯和液態酚醛樹脂在原料中的分散均勻性。在燒成過程中，氫氧化鋯會分解形成一次粒徑僅為20～100nm氧化鋯，其活性非常高，促進氧化鋯滑板材料的燒結，提高了材料的強度；另一方面，一部分游離于氧化鋯周圍的樹脂碳起空間位阻作用，有效地抑制了在燒結過程中氧化鋯晶粒的異常長大，有利于提高材料的斷裂強度；與此同時，一部分樹脂碳進入氧化鋯晶格中使單斜氧化鋯轉變成穩定的四方氧化鋯，改善了材料在高溫使用過程中的體積穩定性。斷裂強度及體積穩定性的增加均有利于提高材料的熱震穩定性。

因此，本發明的氧化鋯質滑板具有斷裂強度高、熱震穩定性好、抗侵蝕性能優良的特點，使用壽命長，能夠滿足澆注鈣處理鋼的需要。

具體實施方式