[發明專利]碳化硅增強的多孔尖晶石-剛玉-碳過濾器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110025227.1
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112675617B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 鄢文;鄢俊杰;陳哲;陳俊峰;韓兵強;魏耀武
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種碳化硅增強的多孔尖晶石?剛玉?碳過濾器及其制備方法。其技術方案是：以改性多孔尖晶石?剛玉陶瓷細粉、剛玉微粉、改性煤焦油瀝青粉、單質硅粉和羧甲基纖維素鈉為原料，加入鋁溶膠、減水劑、消泡劑和去離子水，攪拌，得到具有觸變性的陶瓷漿體；將預處理聚氨酯泡沫浸入所述陶瓷漿體中，然后用對輥機去除多余陶瓷漿體，養護，干燥；埋碳條件下升溫至1100～1250℃，保溫，冷卻；將冷卻后的多孔尖晶石?剛玉?碳過濾器預燒體浸漬于具有觸變性的陶瓷漿體中，真空靜置，離心處理，干燥，在埋碳條件和1350～1480℃保溫，制得碳化硅增強的多孔尖晶石?剛玉?碳過濾器。本發明的力學性能優良、熱震穩定性優異、使用壽命長和能有效凈化鋼液。

技術領域

本發明屬于多孔陶瓷過濾器技術領域。尤其涉及一種碳化硅增強的多孔尖晶石-剛玉-碳過濾器及其制備方法。

背景技術

鋼液中夾雜物是影響鋼質量的重要因素，提高鋼液潔凈度、去除鋼液中夾雜物是生產高附加值鋼材產品的重要技術手段。例如，在高品質特殊鋼液澆注的最終環節引入高熱震穩定性、高強度和長壽命的多孔陶瓷過濾器濾除鋼液中的夾雜物是一種有效凈化鋼液、提高鋼質量的重要方法。

目前，關于鋼液過濾用陶瓷過濾器已有報道。如“氧化鋁質多孔泡沫陶瓷過濾器的制備方法”(CN103848642A)專利技術，采用工業氧化鋁微粉等為原料，以聚氨酯海綿泡沫為模板制備了氧化鋁質多孔泡沫陶瓷過濾器，但該技術使用的工業氧化鋁微粉為致密粉體，所得制品骨架表面致密，與鋼液中夾雜物相互作用弱，過濾效果差，而且制品強度低，熱震穩定性差，使用壽命低。又如“一種氧化鋯基泡沫陶瓷過濾器的制備方法”(CN111039694A)專利技術，采用氧化鋯、氧化鎂和氧化鈰等為原料，以塑料泡沫為模板制備了氧化鋯基泡沫陶瓷過濾器，但該技術使用的原料均為致密粉體，所得制品對小尺寸夾雜物吸附能力有限，且由于氧化鋯高溫化學穩定性強，對夾雜物的化學吸附能力弱、過濾效果差，同時，氧化鋯與熔渣接觸時易失去穩定劑，會因晶型轉變產生的體積變化而導致制品損毀。又如“碳化硅質泡沫陶瓷過濾器”(CN100536985C)專利技術，采用碳化硅、氧化鋁和二氧化硅等為原料，以軟質聚氨酯泡沫塑料為載體，制備了碳化硅質泡沫陶瓷過濾器，但碳化硅為非氧化物，與鋼液中氧化物夾雜親和性差、相互作用弱，導致制品對氧化物夾雜吸附能力弱，過濾效果差。又如“用硅膠粘合劑粘合的含有碳質材料的陶瓷過濾器及其制造方法”(CN101264401B)專利技術，以網狀多孔泡沫為模板，制備了含碳陶瓷過濾器，但制品中氧化物與碳之間的界面相容性差，燒結程度弱，導致制品強度低，同時由于采用致密原料，使骨架表面相對致密，對夾雜物吸附能力差，過濾效果差。

可見，現有的鋼液用多孔陶瓷過濾器技術仍存在幾個問題，其一、過濾器骨架強度低、熱震穩定性差、使用壽命短；其二、過濾器骨架表面致密，對夾雜物的吸附能力有限，過濾效果差。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種碳化硅增強的多孔尖晶石-剛玉-碳過濾器的制備方法，用該方法制備的碳化硅增強的多孔尖晶石-剛玉-碳過濾器力學性能優良、熱震穩定性優異、使用壽命長和能有效凈化鋼液，適用于高品質特殊鋼液過濾。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案的步驟是：

步驟1、多孔尖晶石-剛玉陶瓷細粉的制備

步驟1.1、將氫氧化鋁細粉以2～4℃/min的速率升溫至350～500℃，保溫1～3小時；再以2～5℃/min的速率升溫至850～1250℃，保溫2～4小時，冷卻，得到多孔氧化鋁團聚體細粉。

步驟1.2、按所述多孔氧化鋁團聚體細粉∶氯化鎂溶液的質量比為1∶(1.8～2.6)，先將所述多孔氧化鋁團聚體細粉置于真空攪拌機中，抽真空至2.0～3.0kPa，再加入所述氯化鎂溶液，攪拌15～20分鐘，關閉抽真空系統，得到混合溶液。