[发明专利]一种钢水定氢探头用透气陶瓷头及其制备方法

说明书

一种钢水定氢探头用透气陶瓷头的制备方法，其特征在于，包括步骤：a)将镁稳定氧化锆粉体、镁铝尖晶石粉体及石墨粉以一定比例混合后，再加入总质量适量的粘结剂，经混匀、造粒后，经双面模压成型，得透气陶瓷头生坯；b)将透气陶瓷头生坯于90～120℃下进行干燥，再缓慢升温至500～700℃下进行排胶，然后缓慢升温至1500～1600℃后烧结1～2小时，再快速降温至800℃后自然冷却至室温，得透气陶瓷头成品。由本方法制得的钢水定氢探头用透气陶瓷头，其烧结后能够形成大量开口气孔，其气孔中位径为250μm左右，开气孔率可达30％，表观密度1.6g/cm³。其能够在良好透气的基础上不透钢水；其在保持良好透气性的基础上，还能够在正常测量状态下坚持70秒以上。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，具体涉及一种钢水定氢探头用透气陶瓷头及其制备方法。

背景技术

钢铁中的氢含量是钢的重要性能指标，在线实时测量钢水中的氢含量成为提高过程控制精度的重要手段。目前，市场上普遍使用的是在线氢分析仪，其采用为Hydris定氢系统。Hydris定氢系统通过测量载气(氮气)中所带出的氢的含量，然后根据西华特计算钢水中的氢分压。其中，携带氢的氮气需要通过定氢探头上的透气陶瓷头进行集气。由于系统平衡需要一定时间，时间越长，系统状态越接近平衡态，测量数据越接近真实数据。

由于其使用环境较为恶劣，测量环境通常在1600℃左右，并且在实际使用过程中，透气陶瓷头的透气孔会逐渐被钢水堵住。现有的定氢探头在使用时，透气陶瓷头仅能在钢水中坚持30～70秒。

发明内容

本要解决的技术问题是，提供一种钢水定氢探头用透气陶瓷头的制备方法，使其制备的透气陶瓷头能够在测量状态下坚持更长时间。

本解决技术问题采用的技术方案是：

一种钢水定氢探头用透气陶瓷头的制备方法，包括步骤：a)将镁稳定氧化锆粉体、镁铝尖晶石粉体及石墨粉以一定比例混合后，再加入总质量适量的粘结剂，经混匀、造粒后，经双面模压成型，得透气陶瓷头生坯；b)将透气陶瓷头生坯于90～120℃下进行干燥，再缓慢升温至500～700℃下进行排胶，然后缓慢升温至1500～1600℃后烧结1～2小时，再快速降温至800℃后自然冷却至室温，得透气陶瓷头成品。

优选地，所述镁稳定氧化锆粉体由在基粉中添加0.1～5％质量比例的烧结促进剂后经混匀、过筛制得；

其中，所述基粉由摩尔百分比为80％～99％：0.1％～10％：0.1％～5％：0.1％～5％的ZrO₂、MgO、Y₂O₃、CaO混合得到；所述烧结促进剂由摩尔百分比10％～40％，30％～60％：20％～50％：0.5％～20％的Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Fe₂O₃混合得到。

优选地，所述镁铝尖晶石粉体由MgCO₃、Al₂O₃以摩尔比1：0.85～1.15混合，并经1000～1200℃预烧1.5～3小时后粉磨、过筛制得。

优选地，所述镁稳定氧化锆粉体、所述镁铝尖晶石粉体及所述石墨粉的混合比例为质量百分比10％～30％：60％～75％：5％～20％。

优选地，所述粘结剂为PVA，其加入量为所述镁稳定氧化锆粉体、所述镁铝尖晶石粉体及所述石墨粉的总质量的0.2％～0.6％。

优选地，透气陶瓷头生坯在干燥后，其含水率控制为3％～5％。

优选地，双面模压成型时的压力控制为35MPa～70MPa。

本发明还要求保护由上述制备方法所制得的钢水定氢探头用透气陶瓷头。