[发明专利]一种含金属钛的Al2O3-C滑板及其制备方法

说明书

本发明具体涉及一种含金属钛的Al₂O₃‑C耐火材料及其制备方法，属于耐火材料领域。该滑板按重量百分比计的原料组成为82‑95％的刚玉、1‑15％的金属钛，0‑3％的炭黑或石墨，外加上述原料总量2‑6％的酚醛树脂为结合剂。生产时按配比称取各种原料，混合均匀，经混炼得到泥料，然后压制成型，在120℃‑600℃下烘干5‑25h。该产品具有金属‑非金属结合的结构，显气孔率3‑10％、体积密度3.05‑3.40g/cm³、常温耐压强度100‑250MPa、高温抗折强度10‑70MPa。本产品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。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域。具体涉及一种含金属钛的Al₂O₃-C耐火材料及其制备方法。

背景技术

目前钢铁企业中滑板的主流产品为铝碳质、铝锆碳质滑板，其生产过程需要高温烧成和浸油工序。滑板在使用过程中存在碳氧化问题，碳氧化造成滑板结构疏松，使铁和锰等氧化物渗入滑板基体中，与滑板中的氧化铝发生反应而生成的铝铁和锰铝尖晶石，此反应反过来又加速了碳的氧化。

洪彦若等在研究非氧化物复合耐火材料时，提出了金属塑性相复合耐火材料的理论及实现该材料的工艺，即过渡塑性相工艺。在刚性的无机氧化物中加入一定量的金属，金属在材料成型过程中将原本材料的刚性成型转变为塑性成型，提高制坯密度并降低了气孔率；在烧结过程中，金属相液化或软化，填充孔隙并同时与材料及环境气氛反应生成非氧化物增强相，进而提高材料的高温强度和热震稳定性。

Ti(C_,N)是一种性能优良、用途广泛的非氧化物陶瓷材料，兼具TiN和TiC的优点，具有高熔点、高硬度、耐磨、耐氧化、耐腐蚀等特性，并具有良好的导热性、导电性和化学稳定性，在机械、化工、汽车制造和航空航天等许多领域有广泛的应用。炼铁工作者通过多年实践证明使用含钛炉料是保护炉缸炉底、延长高炉寿命的有效手段，其原因就是钛氧化物在炼铁过程中部分被还原，进而在高炉炉壁和炉底形成一层以TiC、TiN和Ti(C_,N)为主的渣皮起到了良好的护炉作用。由此证明，Ti(C_,N)能够成为耐火材料中一种优异的非氧化物组分。

发明内容

本发明旨在制备出一种无需高温烧成、无须浸油的不烧滑板，其即克服了现有滑板由于材料中含有大量AlN、Al₄C₃而不能长期存放，进而使得产品工业化生产非常困难的缺陷；又精简了生产工序，大大降低了生产成本。同时具有强度高、热震稳定性好、抗侵蚀性好、寿命长等特点。

本发明的技术方案：

按重量百分比计，原料组成为82-95％的刚玉、1-15％的金属钛，0-3％的炭黑或石墨，外加上述原料总量2-6％的酚醛树脂为结合剂。

刚玉粒度范围为：1≤粒度≤3mm、0.1≤粒度≤1mm、0≤粒度≤0.1mm，所述炭黑或石墨粒度为：0≤粒度≤0.1mm，所述金属钛粒度为：0≤粒度≤0.1mm。

所述不烧含金属钛Al₂O₃-C复合滑板耐火材料的成型方法，按配比称取各种原料，混合均匀，经混炼得到泥料，然后加压成型，在120-600℃下干燥5-25h。

本发明以过渡塑性理论为基础，在滑板使用过程中使得金属钛发挥过渡塑性相的作用，即部分金属钛在滑板升温过程中原位转化为非氧化物增强相Ti(C,N)，剩余金属钛作为过渡塑性相，制备出一种性能优良的无需高温烧成，无需浸油工序的不烧含金属钛的Al₂O₃-C滑板。

本发明的积极效果