[發明專利]一種高性能鎂穩定氧化鋯原料

在審

• 申請號: 201911256874.2
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN110903086A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 楊文剛;劉國齊;李紅霞;于建賓;顧強;馬渭奎;錢凡
• 申請（專利權）人: 中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所(普通合伙) 41118
• 代理人: 盧洪方

本發明屬于耐火材料技術領域，提出一種高性能鎂穩定氧化鋯原料。提出的一種高性能鎂穩定氧化鋯原料以鋯英石粉和電熔氧化鎂粉作為主要原料，所述的鋯英石粉和電熔氧化鎂粉的加入量之和為100%;所述的高性能鎂穩定氧化鋯原料中還外加有與氧化鎂反應生成鎂鋁尖晶石結構的氧化鋁粉；所述氧化鋁粉的加入量為鋯英石粉和電熔氧化鎂粉總質量的1?5%；所述氧化鋁粉的加入量為過量加入，即氧化鋁粉的加入量大于與氧化鎂反應生成鎂鋁尖晶石結構的量，多余部分氧化鋁粉作為添加劑；所述的高性能鎂穩定氧化鋯原料中還外加有作為還原劑的石墨粉。本發明降低了穩定劑脫熔對氧化鋯組織結構破壞程度，提高了氧化鋯陶瓷制品的抗沖刷性能。

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域，特別涉及一種高性能鎂穩定氧化鋯原料。

背景技術

氧化鋯具有高的熔點、大的高溫結構強度和優異的化學穩定性等優點，為重要的功能陶瓷和結構陶瓷材料；純氧化鋯具有三種晶型：單斜(m)晶型、四方(t)晶型和立方(c)晶型；氧化鋯在1150℃左右會發生單斜相與四方相之間可逆相變，并伴隨有7%的體積變化，造成氧化鋯制品開裂；在氧化鋯中添加一些穩定劑，經高溫處理后就可以得到從室溫至2000℃以下都穩定的立方型的氧化鋯固溶體，從而消除了在加熱或冷卻過程中因相變引起的體積效應，避免氧化鋯制品的開裂；常用的氧化鋯穩定劑有氧化鎂、氧化釔、氧化鈰、氧化鈣等金屬氧化物。

氧化鎂穩定氧化鋯具有復相結構陶瓷特點：低熱膨脹系數；抗爐渣、鋼液和玻璃液侵蝕性能；大的材料斷裂韌性和抗熱沖擊斷裂性能。由氧化鎂部分穩定氧化鋯制備的結構陶瓷制品，如氧化鋯水口、快換鋯板、坩堝、導管和噴咀等，已廣泛用于冶金和鋼鐵領域，并取得較好的使用效果；煉鋼過程中，鋼液中特別是酸性夾雜物B₂O₃、SiO₂以及部分堿性氧化物MnO₂、FeO易于鎂穩定氧化鋯中的穩定劑（氧化鎂粉）發生反應，形成多元低熔點氧化物熔體，從而造成氧化鎂穩定氧化鋯脫溶分解成單斜氧化鋯，失去結合強度，被鋼液沖刷侵蝕；另外，鋼液中熔渣成分SiO₂、MnO₂、FeO等通過氧化鎂穩定氧化鋯制品中的氣孔逐漸向水口內部滲透，滲透的液相與穩定劑反應造成氧化鎂脫溶，使氧化鎂穩定氧化鋯組織結構破壞，降低使用壽命。

氧化鎂穩定氧化鋯陶瓷使用性能與其致密度和抗氧化鋯或穩定劑脫熔性能有著重要的關系；為了提高氧化鎂穩定氧化鋯陶瓷使用壽命，制備低氣孔率、高致密度氧化鎂穩定氧化鋯陶瓷技術上已取得突破。由氧化鎂部分穩定氧化鋯制備的結構陶瓷制品密度可以達到5.4g/cm³以上，使用壽命與低密度氧化鋯陶瓷相比也有較大的提高。

但如何提高氧化鎂穩定氧化鋯抗脫熔性，防止穩定劑脫溶后組織結構破壞，對提高氧化鋯水口、快換鋯板、坩堝、導管和噴咀等使用壽命有著重要的意義。

發明內容

本發明目的是提出一種高性能鎂穩定氧化鋯原料，使其能提高氧化鎂穩定氧化鋯在服役條件的穩定性，減少穩定劑脫溶對其組織結構破壞，延長鎂穩定氧化鋯高溫應用中的服役壽命。

本發明為完成上述目的采用如下技術方案：

一種高性能鎂穩定氧化鋯原料，高性能鎂穩定氧化鋯原料以鋯英石粉和電熔氧化鎂粉作為主要原料，所述的鋯英石粉和電熔氧化鎂粉的加入量之和為100%;所述的高性能鎂穩定氧化鋯原料中還外加有與氧化鎂反應生成鎂鋁尖晶石結構的氧化鋁粉；所述氧化鋁粉的加入量為鋯英石粉和電熔氧化鎂粉總質量的1-5%；所述氧化鋁粉的加入量為過量加入，即氧化鋁粉的加入量大于與氧化鎂反應生成鎂鋁尖晶石結構的量，多余部分氧化鋁粉作為添加劑；所述的高性能鎂穩定氧化鋯原料中還外加有作為還原劑的石墨粉。

所述石墨粉的加入量為鋯英石粉和電熔氧化鎂粉總質量的5%。

所述的鋯英石粉純度大于98.5%，平均粒度為45μm。

所述的石墨粉純度大于99.5%，平均粒度為42μm。