[发明专利]添加氧化铬的滑板耐火材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢用滑板耐火材料，特别是涉及一种添加氧化铬的滑板耐火材料及其生产方法。

背景技术

近年来我国钢铁工业发展飞速，至2010年底钢铁产量已达到6.25亿吨。事实上我国早已成为世界上第一产钢大国，但远非钢铁工业强国，许多关系国计民生的优质钢材国内钢铁企业还不能生产，因此出现了普通钢材产能过剩，大量优质钢材需要进口的现象。为改变我国钢铁行业以数量增长为主的发展模式，必须优先发展洁净钢，逐步压缩和淘汰落后产品和产能，使钢铁企业的质量、品种和效益上一个新台阶。

洁净钢是优质钢中的重要品种，近几年获得了飞速发展。生产洁净钢所用耐火材料向着低碳无碳方向发展。关于洁净钢目前国内外尚无统一定义，但一般认为洁净钢是指对钢中非金属夹杂物(主要是氧化物、硫化物)进行严格控制的钢种，要求钢中的总氧含量低、非金属夹杂物少、脆性夹杂物少等。我国钢铁工业连铸滑板普遍使用Al₂O₃-C和Al₂O₃-ZrO₂-C材料，其C含量一般为8-12%，在浇铸洁净钢时会存在钢水增碳问题，使用低碳、超低碳或无碳滑板材料是较好选择。

随着低碳钢、超低碳钢需求的快速发展，各种优质钢种需求的不断增加，要求在冶炼低碳优质钢种的工艺过程中，尽量减少含碳滑板的使用对钢水降碳带来的不利影响。在减少滑板中碳含量的同时，仍需要保持其较好的抗热震性和较高的高温强度。因此，为了满足钢铁冶金工艺的要求，低碳、无碳功能滑板的开发与研究已迫在眉睫。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：克服现有技术的缺陷，提出一种添加氧化铬的无碳滑板耐火材料及其生产方法，该产品具有耐压强度高，抗氧化性、抗冲刷性和抗热震性好等优点。

本发明的技术方案：

一种添加氧化铬的滑板耐火材料，按重量百分比计，原料组成为：79-85%的刚玉、3-15%的氧化铬、6-12%的金属铝粉，上述原料总重为100%，外加上述原料总重3~4%的酚醛树脂结合剂。

所述刚玉为板状刚玉和电熔白刚玉中的一种或两种。

所述刚玉中板状刚玉占原料总重的55-65%、电熔白刚玉占原料总重的14-30%。

所述板状刚玉包括1mm＜粒径≤3mm和粒径≤1mm的颗粒料两种，二者的重量比为3：1-2；所述电熔白刚玉包括0.044mm＜粒径≤3mm的颗粒料和粒径≤0.044 mm的粉料两种，二者的重量比为3：1-2。

所述氧化铬为粒径≤0.044 mm的粉料，金属铝粉为粒径≤0.03mm的粉料。

滑板耐火材料的生产方法为：按配比称取各原料，混合均匀，经混炼得到泥料，然后压制成毛坯，将毛坯在200±10℃下干燥8~10h，然后装入窑炉，将毛坯加热由室温逐渐升温至1300~1350℃，在此温度下保温10~12h氮化烧成，最后经自然冷却至250℃以下出窑。 

所述升温时的升温曲线如下：由室温经1h逐渐升温至100℃，经4h由100℃逐渐升温至300℃，经5h由300℃逐渐升温至800℃，经8h由800℃逐渐升温至1200℃，再经5h由1200℃逐渐升温至1300-1350℃，并在此温度下保温10-14h。

本发明的积极有益效果：

1、本发明产品为Al-Cr₂O₃-Al₂O₃的无碳滑板耐火材料，该耐火材料实现了金属塑相与耐火材料的复合，具有耐压强度高，抗冲刷、抗氧化及抗热震性好等优点，尤其是其高温性能均高于目前常见类型的滑板如铝碳质、铝锆碳质、镁碳质、镁尖晶石质、氧化锆质等材料。具体性能见表1。

2、本发明在生产过程中引入一定量的氧化铬（Cr₂O₃），氧化铬是一种高熔点（2435℃）的氧化物，难以被渣液润湿，该材料能有效抑制渣液向开口气孔中浸透；若氧化铬熔解到渣液中，渣的粘性就会增加，渣液与耐火材料接触，粘性高的渣则变成耐火材料的保护层，故氧化铬的加入可增强产品的抗侵蚀性能；另外，铬元素进入钢中可改变钢的特性，提高钢的韧性、耐磨性和防腐性。

3、本发明在成型过程中经压制成毛坯，然后将毛坯中温处理，此过程中金属铝粉产生塑性变形，填充了试样内部的一些气孔，使得机体密实，显气孔率降低。高温下金属铝的存在可以提高制品的抗热震性，同时金属铝与周围介质原位反应生成了新相，有助于制品强度的提高。