【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚及其生產方法，屬于功能耐火材料。
技術介紹
1、滑板磚作為鋼流控制系統滑動水口耐材的關鍵部件，其性能和使用壽命直接決定了滑動水口系統的優劣，對煉鋼連鑄效率有顯著影響，同時，滑板磚在服役過程中，在澆鑄過程中承受高溫鋼水的沖刷以及鋼水的侵蝕，特別是冶煉鈣處理鋼、高錳鋼、高氧鋼等品種鋼時對滑板的侵蝕更嚴重，對滑板磚的抗侵蝕和抗氧化性提出更高的要求。
2、傳統滑板磚通常為含碳耐火材料，普遍使用鋁碳質和鋁鋯碳質，碳含量約5-10％，傳統滑板磚在生產和使用過程中存在碳含量較高，高溫服役時耐火材料損耗，碳溶于鋼液，造成增碳污染，影響鋼品質的問題，難以滿足潔凈鋼/超潔凈鋼等高品質鋼生產的需要，同時，材料的高溫力學性能較低，碳抗熔鋼沖蝕性較差且易氧化，影響滑板的使用壽命，直接影響連鑄效率，此外，碳復合材料在高溫使用時碳易氧化，破壞材料結構，影響使用壽命。
3、另一方面，傳統鋁碳和鋁鋯碳滑板磚在冶煉高鈣鋼和高錳鋼使用時，滑板材料容易和鋼液中ca和mn形成低熔物，造成滑板磚異常侵蝕，影響滑板磚安全系數和使用壽命，鎂碳質滑板具有較優越的抗侵蝕性，但是由于方鎂石熱膨脹系數較大，鎂碳質滑板熱震穩定性差，使用壽命相對較低。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的是提供一種添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚及其生產方法。
2、為了實現上述目的，本專利技術所采用的技術方案是：
3、一種添加鈦增強剛玉的
4、所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，燒結鎂砂中mgo含量≥98.5％，包括1mm<粒度1≤3mm、0.5mm<粒度2≤1mm兩種顆粒料，不同粒度的重量比為粒度1：粒度2＝35:23-34.5。
5、所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，大結晶電熔鎂砂中mgo含量≥98％，cao/sio2含量比＞1.5，粒度為：0.044mm<粒度3≤0.5mm、粒度4≤0.044mm，不同粒度的重量比為粒度3：粒度4＝0-8:2-15。
6、所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，鈦增強剛玉的主要成分為：tio2：15-18％、al2o3：70-75％、mgo≤5％、cao≤1％、fe2o3+sio2≤2％，粒度≤0.074mm。
7、所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，鋯剛玉為粒度≤0.044mm的細粉料，主要成分為：zro2：23-27％，al2o3：71-75％，sio2≤0.5％，fe2o3≤0.5％，na2o≤0.3％。
8、所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，硅灰為工業電爐在高溫熔煉工業硅及硅鐵的過程中，隨廢氣逸出的煙塵經捕集裝置收集處理得到的，其中sio2含量≥93％，0.1μm<平均粒徑≤0.15μm。
9、所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，金屬硅中si含量≥98％，粒度≤0.044mm。
10、所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，金屬硅微粉中si含量≥98％，d50＝1μm；鎂鋁合金粒度≤0.074mm，鎂鋁含量比為：al:mg＝1:1。
11、所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，酚醛樹脂型號為pf5323。
12、所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚的制備方法，具體步驟為：
13、(1)按比例稱取各原料，備用；
14、(2)將原料中粒度≤0.5mm的原料按照先輕后重的順序加入錐形混料機，混合20-30min，得到預混粉；
15、(3)再將原料中大于0.5mm的顆粒料加入輪碾機中攪拌3-5min，加入熱固性酚醛樹脂，攪拌5-8min，待顆粒全部潤濕后加入預混粉，再繼續混料20-30min，得到泥料；
16、(4)將泥料溫度降至30℃以下后進行壓制成型，得到滑板磚坯體；
17、(5)將坯體自然干燥24h后，進入干燥器干燥，升溫速率為10-15℃/h，干燥溫度為160-180℃，待溫度達到干燥溫度后再保溫8-10h；
18、(6)將烘干后的坯體在氮氣氣氛下燒制，燒制溫度為1100-1300℃，保溫時間為6-10h；
19、(7)燒制后產品進行浸漬瀝青處理，并在500℃-800℃退火處理；浸油后經過加箍、磨制、涂布工序，即制成目標產品。
20、本專利技術有益效果：
21、本專利技術通過對鎂碳質滑板進行改性，通過非氧化物增強和相變微裂紋增韌技術，改善滑板磚的熱震穩定性，同時取消直接碳源的引入，降低滑板磚碳含量，開發出性能優越的鎂鋯質滑板磚。
22、(1)本專利技術的高溫燒成鎂鋯低碳滑板磚，僅含有少量樹脂和瀝青裂解碳，抗氧化性強，熱震穩定性和抗侵蝕性優越，適應低碳鋼、高鈣鋼、潔凈鋼等品種鋼的冶煉。
23、(2)本專利技術中的顆粒骨料采用燒結鎂砂，能改善滑板磚的熱震穩定性和抗侵蝕性，燒結鎂砂主晶相方鎂石晶粒，晶粒尺寸相對較小，通常在30～50μm，晶體大小均勻，質地純凈，材料多晶界和微孔結構，晶間硅酸鹽相少，晶體間多直接結合，晶內、晶間多封閉氣孔，氣孔大小均勻，孔徑多在5μm以下，具有良好的抗熱震性能和抗渣侵蝕性能。
24、(3)本專利技術中的大結晶電熔鎂砂以小于0.5mm的顆粒和細粉引入，能顯著改善滑板磚的抗侵蝕性，由于大結晶電熔鎂砂晶粒發育完整，晶粒尺寸相對較大，且硅酸鹽相含量低，方鎂石的直接結合程度高，抗侵蝕性優越。大結晶電熔鎂砂細粉配合高純鹵水鎂砂骨料使用，在改善滑板磚熱震穩定性的同時，改善滑板磚的抗侵蝕性。
25、(4)本專利技術中引入鈦增強剛玉原料，采用高溫燒成熱處理工藝，產品在高溫熱處理過程中，鈦增強剛玉中的ti2o3、鎂砂中的mgo和鋯剛玉中的zro2反應生成非氧化物固溶體增強相mg0.25zr0.38ti0.38o1.75，能改善滑板磚的熱震穩定性(見圖1)；
26、(5)本專利技術中引入硅灰，高溫下硅灰中的非晶態sio2、鋁鎂合金、鈦增強剛玉中al2o3、鎂砂中mgo，生成mgo-al2o3-sio2體系非氧化物增強相，如mgal2o4、mg2sio4等，改善滑板磚性能；
27、(6)本專利技術復合使用鎂鋁合金和不同粒度的金屬硅、金屬硅微粉為金屬原料，利用其反應活性和熔點差異，產品在高溫燒成和使用過程中，鎂鋁合金和金屬硅發生基于溫度的梯度反應，生成sic和mgal2o4等非氧化物增強相，持續改善滑板磚的使用性能；
28、(7)在鎂砂體系中引入鋯剛玉原料，利用氧化鋯相變產生的微裂紋增韌的特點，改善滑板磚的熱震穩定性，同時利用氧化鋯優異的化本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，按重量百分比計，原料組成為：58-69.5％燒結鎂砂、10-15％大結晶電熔鎂砂、5-15％鈦增強剛玉、5-10％鋯剛玉、0.5-1％硅灰、2-3％金屬硅、1-2％金屬硅微粉、1-2％鎂鋁合金，外加上述原料總重量3-5％的熱固性酚醛樹脂結合劑。
2.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述燒結鎂砂中MgO含量≥98.5％，包括1mm<粒度1≤3mm、0.5mm<粒度2≤1mm兩種顆粒料，不同粒度的重量比為粒度1：粒度2＝35:23-34.5。
3.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述大結晶電熔鎂砂中MgO含量≥98％，CaO/SiO2含量比＞1.5，粒度為：0.044mm<粒度3≤0.5mm、粒度4≤0.044mm，不同粒度的重量比為粒度3：粒度4＝0-8:2-15。
4.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述鈦增強剛玉的主要成分為：TiO2：15-18％、Al2O3：7
5.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述鋯剛玉為粒度≤0.044mm的細粉料，主要成分為：ZrO2：23-27％，Al2O3：71-75％，SiO2≤0.5％，Fe2O3≤0.5％，Na2O≤0.3％。
6.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述硅灰為工業電爐在高溫熔煉工業硅及硅鐵的過程中，隨廢氣逸出的煙塵經捕集裝置收集處理得到的，其中SiO2含量≥93％，0.1μm<平均粒徑≤0.15μm。
7.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述金屬硅中Si含量≥98％，粒度≤0.044mm。
8.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述金屬硅微粉中Si含量≥98％，D50＝1μm；所述鎂鋁合金粒度≤0.074mm，鎂鋁含量比為：Al:Mg＝1:1。
9.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述酚醛樹脂型號為PF5323。
10.一種權利要求1-9任一項所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
...【技術特征摘要】
1.一種添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，按重量百分比計，原料組成為：58-69.5％燒結鎂砂、10-15％大結晶電熔鎂砂、5-15％鈦增強剛玉、5-10％鋯剛玉、0.5-1％硅灰、2-3％金屬硅、1-2％金屬硅微粉、1-2％鎂鋁合金，外加上述原料總重量3-5％的熱固性酚醛樹脂結合劑。
2.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述燒結鎂砂中mgo含量≥98.5％，包括1mm<粒度1≤3mm、0.5mm<粒度2≤1mm兩種顆粒料，不同粒度的重量比為粒度1：粒度2＝35:23-34.5。
3.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述大結晶電熔鎂砂中mgo含量≥98％，cao/sio2含量比＞1.5，粒度為：0.044mm<粒度3≤0.5mm、粒度4≤0.044mm，不同粒度的重量比為粒度3：粒度4＝0-8:2-15。
4.根據權利要求1所述的添加鈦增強剛玉的高溫燒成鎂鋯滑板磚，其特征在于，所述鈦增強剛玉的主要成分為：tio2：15-18％、al2o3：70-75％、mgo≤5％、cao≤1％、fe2o3+sio2≤2％，粒度≤0.074mm...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙臣瑞，韓彥鋒，梁保青，徐躍慶，李宏宇，牛智旺，尚俊利，周海軍，王海霞，
申請(專利權)人：河南熔金高溫材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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