[发明专利]一种钛酸铝—氧化锆复合滑板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢用耐火材料技术领域，尤其涉及一种钛酸铝-氧化锆复合滑板及其制备方法。 

背景技术

滑板是炼钢用滑动水口系统主要部件之一，是一种控制钢水流量的功能性耐火材料，要求其具有较高的高温强度，优良的热震稳定性和良好的抗氧化性能、抗冲刷性能。 

德国在1964年首次使用滑动水口并获得成功，而我国在70年代初开始推广应用滑动水口，滑动水口系统具有许多优点：装置安装在盛钢桶的外部，装卸方便，简化盛钢桶的准备工作，改善劳动条件；浇注安全可靠，能实行浇注自动化；能更精确的控制钢水的浇注速度；盛钢桶周转快，时间间隔短，有利于延长盛钢桶的使用寿命。 

近年来，随着钢液在盛钢桶内精炼和脱气处理等新型冶炼技术的应用，需要提高炼钢的温度和延长钢液在钢包内的停留时间，使得滑板的使用条件更加苛刻，促使人们不断对滑板用耐火材料进行研究和改进。 

目前滑板材质主要有铝炭质、铝锆炭质、锆炭质、镁炭质以及镁尖晶石炭质，结合形式也逐渐由陶瓷结合、碳结合向金属结合、非氧化物结合发展。由于C元素具有优良的抗侵蚀性和耐磨性，被广泛应用于滑板中，但在炼钢连铸使用中容易使滑板中少量的C元素渗入钢液，从而对钢液产生污染，特别是影响低碳钢等品种钢的品质，同时其抗CaO侵蚀能力差，不适应Ca处理钢、Al/Si镇静钢等钢种的浇注，在浇注Al镇静钢时，滑板中的氧化物还容易与Al反应，造成Al₂O₃堆积而堵塞铸孔，产生事故。目前已有的少量刚玉质、铝锆质、锆质、镁铝尖晶石质、刚玉莫来石质和镁质等不含碳的滑板，其普遍存在适用钢种范围窄、热震稳定性差等缺点，影响了产品的推广应用。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛酸铝-氧化锆复合滑板及其制备方法，该复合滑板具有耐压强度和抗折强度高，抗氧化性、抗冲刷性和抗热震性能良好等特点，能满足高效连铸和生产高性能、高附加值的洁净钢等方面的要求，可解决大包钢流跟不上中间包浇注问题，在普遍推广浸入式水口快换装置、中间包使用寿命大幅提高后滑板使用对安全和质量等方面的影响问题。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种钛酸铝-氧化锆复合滑板，其成分质量百分比为：粒度3～5mm钛酸铝15～25％，粒度1～3mm钛酸铝30～40％，粒度不大于1mm钛酸铝颗粒10～20％，粒度不大于325目钛酸铝粉10～16％，粒度不大于325目氧化锆粉13～21％，结合剂外加4～6％，其添加量为按前述成分总量计算的百分含量。 

进一步，所述的钛酸铝原料为电熔钛酸铝，钛酸铝中组分质量百分含量为Al₂O₃≥53％，TiO₂≥42％。 

所述的氧化锆为电熔半稳定氧化锆。 

所述的结合剂可以是羧甲基纤维素、黄糊精或木质素中的一种。 

针对目前滑板材料中存在的问题，本发明依据的技术原理为钛酸铝不但具有熔点高(1860℃)，热膨胀系数低，抗热冲击性能良好等特点，而且还具有优异的抗渣性、耐侵蚀性、耐碱和对多种金属熔液及玻璃液不浸润的特性，氧化锆荷重软化温度高、高温耐磨性和抗渣蚀性好的特点，结合两者的优点。 

同时根据滑板使用过程中的失效表现，引入氧化锆提高滑板的抗剥落性能。 

本发明的一种钛酸铝-氧化锆复合滑板及其制备方法，先将原料中的钛酸铝粉料和氧化锆粉料进行预混制成混合粉，再按颗粒→结合剂→混合粉的加料顺序进行混练，困料后机压成型，砖坯经干燥后经1450℃～1500℃烧成。 

本发明的有益效果 

本发明制品集中了钛酸铝和氧化锆两者的优点，使制备得到的钛酸铝 -氧化锆复合滑板具有耐压强度和抗折强度高，抗氧化性、抗冲刷性和抗热震性能良好等特点，能满足高效连铸和生产高性能、高附加值的洁净钢等方面的要求，可解决大包钢流跟不上中间包浇注问题，在普遍推广浸入式水口快换装置、中间包使用寿命大幅提高后滑板使用对安全和质量等方面的影响问题，市场潜力巨大，适宜于推广应用。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。 

实施例1 

本实施例中采用的原料及质量百分含量为3～5mm钛酸铝25％，1～3mm钛酸铝30％，不大于1mm钛酸铝颗粒20％，不大于325目钛酸铝粉10％，不大于325目氧化锆粉15％，加结合剂羧甲基纤维素4％。