一种采用不烧工艺生产的铝碳锆质滑动水口砖

摘要

一种采用不烧工艺生产的铝碳锆质滑动水口砖，其组分为(重量百分数)纯度大于96％的刚玉60～85％、氧化锆含量大于25％的含锆材料5～35％、碳材1～10％、金属铝0.5～5％，加入少量抗氧化剂，如B4C、Si等以及结合剂如有机硅改性酚醛树脂，经混炼、成型及低于500℃的温度下干燥制取。本发明的滑动水口砖采用不需烧成和油浸沥青，具有生产周期短和不污染环境的优点；且具有很高的常温和高温强度，以及很好的抗氧化、抗热震和抗侵蚀性能，在大型钢包上使用，寿命更长。

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝碳锆质滑动水口耐火材料。

背景技术

随着炼钢工艺的发展，对滑动水口用耐火材料的使用条件要求变得日益苛刻。为了提高滑动水口耐火材料的寿命，即使当耐火材料与熔融材料相接触时，有必要防止它与熔融材料例如液态钢水和熔渣进行反应。滑动水口砖的损坏，不仅是由于液态金属和熔渣的化学作用，而且由于熔融金属的快速热冲击引起的裂纹和剥落以及液态金属的磨损等物理作用。因此为了使水口砖能够稳定地操作，必须采用具有抗热冲击和抗侵蚀性能好的水口砖。

目前使用的滑动水口砖主要有添加金属硅粉末烧成的Al₂O₃-ZrO₂-C(如日本专利特开平11-36012)、Al₂O₃-C等碳结合耐火材料以及添加聚甲基硅烷或有机硅树脂为特征的不烧的铝碳材料(如日本专利平3-169477)。以碳结合的烧成铝碳和铝碳锆滑板基本可以满足钢厂的使用要求，但由于高温强度不高，仍然存在使用寿命不长，滑动区拉毛及夹冷钢的问题。此外对于碳结合的烧成铝碳滑板、铝碳锆滑板，不仅存在烧成费用高、生产周期长的缺点，而且在烧成后需油浸沥青，在生产过程中污染环境。对于不烧的铝碳滑板基本可以满足中小钢包和中间包的使用要求，但由于抗热震性能还不够理想，在大型钢包上使用有相当数量的放射状裂纹产生，仍然存在使用寿命不长的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用不烧工艺生产的铝碳锆质滑动水口砖，且具有常温和高温强度高，抗钢水侵蚀、抗冲刷性、抗氧化及抗热震好。

为达到上述目的，本发明的一种采用不烧工艺生产的铝碳锆质滑动水口砖，其组分为(重量百分数)：

纯度大于96％的刚玉            60～85％；

氧化锆含量大于25％的含锆材料  5～35％；

碳材                          1～10％；

金属铝                        0.5～5％；

结合剂(外加)                  0.5～5％；

防氧化剂(外加)                0.5～5％。

其中，所述的含锆材料为锆刚玉或锆莫来石材料中的一种或两种。

所述的碳材的碳含量大95％。

所述的碳材为碳黑或石墨材料中的一种或两种。

所述的结合剂优选为有机硅改性酚醛树脂，抗氧化好(《有机硅树脂工艺应用》罗延军等，化学工业出版社，P112，2002.1)。

所述的防氧化剂为B₄C、Si中的一种或两种。

上述刚玉、锆刚玉、锆莫来石、碳黑、金属铝粉等材料及其他添加剂为原料经混练、成型及低于500℃的温度下干燥制取。

本发明的有益效果，同传统烧成的铝碳锆质滑动水口砖相比，该滑动水口砖具有以下特点：

1.不需烧成和油浸沥青，具有生产周期短和不污染环境的优点；

2.具有很高的常温和高温强度，以及很好的抗氧化、抗热震和抗侵蚀性能，在大型钢包上使用，寿命更长。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

表1列出了本发明的实施例的成分和特性；

表2列出烧成铝碳锆质、不烧铝碳质滑动水口砖的成分和特性比较。

                            表1

          实施例    1    2    3    4原料组成(％)    刚玉    60    71    78    84    锆刚玉、锆莫来石    33    20    12    6    碳    4    4    5    5    Al    2    3    3    4    B₄C    1    1    2    -    Si    -    1    1    1    有机硅改性树脂    (外加)    4    4    5    5性能    体密，g/cm³    3.25    3.19    3.14    3.08    显气孔，％    5    4    5    5    耐压强度，MPa    180    220    170    230    抗折强度，MPa    21    23    18    25    抗氧化    优    优    优    优    抗冲刷性    优    优    良    良    抗热震性    优    优    良    良

                        表2

 烧成Al₂O₃-C-ZrO₂  不烧Al₂O₃-C  氧化铝    72～80    72～80  C    8～10    3～8  氧化锆    0～8    -  体密，g/cm³    3.18～3.22    3.05～3.10  显气孔，％    5～8    3～8  耐压强度，MPa    150～170    100～200  抗折强度，MPa    15～20    20～24  抗氧化    良    优  抗冲刷性能    良    良  抗热震性能    优    良

本发明中，采用刚玉、锆刚玉、锆莫来石、碳黑或石墨、金属铝等材料为主要原料，添加抗氧化好的有机硅改性酚醛树脂和抗氧化剂所制备的不烧铝碳锆质滑动水口砖，在400℃～1600℃的温度范围内具有优异的抗氧化性能。该滑动水口砖在高温下具有良好的机械性能，化学稳定性高，耐腐蚀，且抗熔融金属能力强。在大型钢包上使用，其使用寿命将比烧成的Al₂O₃-C、Al₂O₃-C-ZrO₂滑动水口和不烧的铝碳滑动水口更长。