[發(fā)明專利]一種爐口的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810793604.4
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108941517B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李道俊;陳智強(qiáng);李道軍
• 申請（專利權(quán)）人: 柳州市創(chuàng)科復(fù)合金屬陶瓷制品有限公司
• 主分類號: B22D23/04
• 分類號: B22D23/04;B22C1/00;B22C9/12;B22C9/22;C22C1/10;C22C29/12
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李生梅

本發(fā)明提供一種金屬陶瓷復(fù)合材料，包括金屬材料及陶瓷材料，金屬材料的體積分?jǐn)?shù)為30％?40％，陶瓷材料的體積分?jǐn)?shù)為60％?70％，陶瓷材料為ZrO2，金屬材料在液體狀態(tài)下填充陶瓷材料顆粒之間的間隙形成金屬陶瓷復(fù)合材料。本發(fā)明制作的金屬陶瓷復(fù)合材料利用高溫金屬液在重力及真空抽吸力的作用下對高溫陶瓷顆粒之間的空隙進(jìn)行了有效的填充，完成了金屬與陶瓷的牢固結(jié)合，形成了在三維空間體內(nèi)各自獨立存在而又相互連接的復(fù)合材料。并且金屬陶瓷復(fù)合材料具有高熔點、強(qiáng)抗氧化性、強(qiáng)抗侵蝕性，用來制作爐口的唇口，能夠提高爐口的使用壽命，能夠承受惡劣的工作環(huán)境。本發(fā)明還涉及上述金屬陶瓷復(fù)合材料的制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種金屬陶瓷復(fù)合材料。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)爐是現(xiàn)代煉鋼作業(yè)所用的無可替代的核心設(shè)備，其結(jié)構(gòu)就是一個可在軸向(耳軸)作一定角度轉(zhuǎn)動的大容器。在該容器內(nèi)，鐵水、廢鋼、合金材料、熔劑、氧氣等材料在熱(高達(dá) 1700度以上)的作用下經(jīng)一系列的工藝技術(shù)處理完成冶煉過程而成為合格的金屬液體。爐口—即是該容器的“咀巴”，是爐內(nèi)參與冶煉反應(yīng)所有物料及工藝裝備(如氧槍等)的進(jìn)出口通道。爐口的工作環(huán)境惡劣，受高溫爐氣、火焰的熾烤，傾爐出渣時受液態(tài)熔渣的熱輻射和浸淋，有時還承受加料斗的機(jī)械碰撞。傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)制作的爐口都是用單一金屬材料(鑄鋼、球墨鑄鐵、鋼板焊接)在360°的圓周上分6段制作。通常情況下爐口往往因局部(唇口部位)產(chǎn)生熱疲勞裂紋、燒蝕、掉塊、缺損、漏水等原因而終止使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，研發(fā)一種金屬陶瓷復(fù)合材料，用于制作爐口內(nèi)部，提高爐口的熔點、抗氧化性、抗侵蝕性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種金屬陶瓷復(fù)合材料，包括金屬材料及陶瓷材料，所述金屬材料的體積分?jǐn)?shù)為30％-40％，所述陶瓷材料的體積分?jǐn)?shù)為60％-70％，所述陶瓷材料為ZrO₂，所述金屬材料在液體狀態(tài)下填充所述陶瓷材料顆粒之間的間隙形成所述金屬陶瓷復(fù)合材料。

進(jìn)一步地，所述ZrO₂的顆粒度為20-30目。

進(jìn)一步地，所述ZrO₂的狀態(tài)為全穩(wěn)定。

進(jìn)一步地，所述陶瓷材料內(nèi)還含有4.5％-5％的CaO。

進(jìn)一步地，所述金屬材料包含以下元素，所述元素分別為：C、Si、Mn、Cr、Ni。

進(jìn)一步地，所述元素的質(zhì)量份數(shù)分別為：C：0.08％-0.12％、Si：1.6％-2.2％、Mn：0.8％-1.2％、 Cr：24％-26％、Ni：1.8％-2.2％。

一種金屬陶瓷復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：制作模型：先用EPS制作唇口或內(nèi)層模型，然后用其他材料與EPS圍成所需形狀的空腔；用水玻璃將ZrO₂陶瓷顆粒混勻，并填充至腔室內(nèi),吹氣體使所述ZrO₂陶瓷顆粒硬化；制型殼：分為面料和背料，面料指與混合物直接接觸的里層料，背料為在面料外制作用于加固支撐的料，面料要求為：材料200目以上，材料耐火＞1800℃，面料又由骨料和粘貼劑組成；背料50-150目，耐火＞1500℃，由里向外，粒度從小到大，背料中可以添加0.5-5mm的石英沙等作為填充料；殼型用氯化鋁水溶液作固化劑，加速固化殼型，殼型與EPS模型之用用之前預(yù)留的釘子固定；型殼焙燒；對型殼進(jìn)行加熱確保高溫下進(jìn)行澆筑，以便于金屬液的有效填充；抽真空至負(fù)壓；澆注金屬液，所述金屬液對所述 ZrO₂陶瓷顆粒之間的間隙進(jìn)行填充。

進(jìn)一步地，所述水玻璃的質(zhì)量份數(shù)為6％-8％。

進(jìn)一步地，使所述ZrO₂陶瓷顆粒硬化的氣體為CO₂。