[发明专利]一种抗氧化耐热震型水口砖的制备方法

说明书

本发明涉及一种抗氧化耐热震型水口砖的制备方法，属于水口砖制备技术领域。本发明首先以钛粉、硅粉和碳化钛为原料，按一定比例复配经等离子烧结后制得自制抗氧化填料，接着再以煤矸石和废催化裂化平衡剂以及菱镁矿为原料制备得到抗热震添加剂，最后将自制抗氧化填料和抗热震添加剂以及氧化锆、硅酸钠以及环氧树脂混合后压制烧结，最终制得抗氧化耐热震型水口砖，本发明制得的水口砖高温抗氧化性能好，且水口砖抗热震稳定性佳，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种抗氧化耐热震型水口砖的制备方法，属于水口砖制备技术领域。

背景技术

随着我国的炼钢工业步入了快速发展阶段，普碳钢的生产量大幅度增加，相应的钢包滑动下水口砖的使用量也大幅增加。水口砖作为出钢口砖的一部分，处于出钢口与挡渣上滑板之间，工作时首先承受出钢过程中钢水的机械冲刷和化学侵蚀，挡渣滑板关闭瞬间又要承受钢渣的涡流冲刷和侵蚀，在更换挡渣机构时水口直接暴露于冷空气中承受热震。

随着炼钢工艺的发展，对钢包滑动水口、中间包定径水口和中间包上水口用耐火材料的使用条件变得日益苛刻。为了提高水口砖的寿命，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。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，必须采用能很好抗热冲击和抗侵蚀的耐火材料用于制造水口砖。常见的铝碳、铝锆碳质滑动水口砖，虽具有抗热震性能好，强度高的特点，但存在易氧化缺点，滑板砖多炉连用时会因氧化导致高温结构强度降低，板面疏松，严重的会产生工作面层浇钢区域拉毛、细粉脱落现象，称为“荒面”，造成滑板砖开关困难甚至危及安全生产；其次，含碳滑板砖在浇铸低碳钢时，耐火材料中的碳容易熔解到钢水中，导致钢水增碳，影响钢的质量；再就是铝锆碳滑板中的ZrO2易与钢水中FeO反应形成低熔物，会进一步恶化滑板砖的组织结构，尤其是工作面层的组织结构。镁质滑板砖虽具有良好的抗侵蚀性能和抗氧化性能，但其高温强度低，不耐钢水冲刷，而且抗热震性也差，容易造成滑板砖开裂损坏。刚玉滑板砖虽然抗氧化性能好，但高温强度不够、抗侵蚀性能也差，工作面层浇钢区易产生“荒面”。

目前冶金浇铸用水口砖的生产工艺主要是将助剂直接加入熔炼炉内与基料熔炼，熔炼后产品直接出炉自然冷却，经破碎加工到一定粒度的粉体直接配入粘结剂制成水口砖。目前常用水口砖有铝碳、铝锆碳、镁质、刚玉等四大类材质。铝碳、铝锆碳质水口砖，虽具有抗热震性能好，强度高的特点，但存在易氧化缺点，滑板砖多炉连用时会因氧化导致高温结构强度降低，板面疏松，其次，铝锆碳滑板中的ZrO₂易与钢水中FeO反应形成低熔物，进一步恶化滑板砖的组织结构；镁质水口砖虽具有良好的抗侵蚀性能和抗氧化性能，但其高温强度低，不耐钢水冲刷，而且抗热震性也差，容易造成水口砖开裂损坏，而被限制使用；刚玉水口砖具有较好的抗侵蚀性和抗氧化性，但因其膨胀系数较大，影响下水口的抗热震性。

目前，现有技术中的水口砖高温抗氧化性能较差，不仅容易造成结构疏松，还易导致抗渣侵蚀能力大幅度下降，使用寿命变短，一般仅能使用20～40次左右，且水口砖抗热震稳定性差，使用过程中砖体易出现裂纹，存在严重安全隐患。

因此发明一种抗氧化性和抗热震稳定性好的新型水口砖具有积极的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前现有技术中的水口砖高温抗氧化性能较差，且水口砖抗热震稳定性差，使用过程中砖体易出现裂纹，存在严重安全隐患的缺陷，提供了一种抗氧化耐热震型水口砖的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种抗氧化耐热震型水口砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

将砖坯放入烘箱，在温度为110～130℃的条件下，密封干燥10～12h，将干燥后的砖坯放入烧结炉中，烧结16～18h，烧结结束后自然冷却至室温，即得抗氧化耐热震型水口砖；