[发明专利]一种含ZrO的Al2

说明书

本发明涉及一种含ZrO的Al₂O₃‑ZrO₂‑Al复合滑板及其制备方法，属于耐火材料领域。该滑板按重量百分比计的原料组成为65‑90％的刚玉、3‑20％ZrO₂、4‑15％的金属铝粉，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℃‑500℃下干燥10‑30h，后在1000‑1600℃下高温烧成。该产品具有氧化物‑非氧化物复合的结构，有优良的物理性能指标：显气孔率6‑14％、体积密度2.9‑3.6g/cm³、常温耐压强度70‑250MPa。本产品可取代传统的铝锆碳滑板，避免对钢水的碳污染，其中含有ZrO相，具有较好的抗氧化性。

技术领域

本发明涉及制备一种炼钢连铸用滑板，尤其涉及一种含ZrO的Al₂O₃-ZrO₂-Al复合滑板及其制备方法，属于耐火材料领域。

背景技术

滑板是滑动水口的关键部分，用来控制钢水的流量与流速。它要求所使用的耐火材料具有较好的抗侵蚀性和耐冲刷性能；优良的抗热震性与高耐磨性；优良的抗氧化性能。目前大中型钢包上主要以铝碳以及铝锆碳为主。铝锆碳质耐火材料，主要是为了满足连铸工艺中对多炉连铸的要求，解决铝碳材料因强度上升，抗热震下降的问题。ZrO₂具备相变增韧特性，可提高材料的抗热震性。同时铝锆碳耐火材料对钙处理的钢具有较好的抗侵蚀性。但随着炼钢技术的进步以及市场需求的变化，传统的高碳材料滑板很难满足优质钢的生产工艺。

以金属铝替代Al₂O₃-ZrO₂-C材料中的碳，即烧成Al₂O₃-ZrO₂-Al复合滑板。可以有效的解决碳污染与抗氧化的问题。含碳耐火材料的优良性能主要体现在它的高熔点，较好的抗渣侵蚀性、低的热膨胀系数、高热导。金属铝与Al₂O₃或ZrO₂反应后得到的非氧化物同样具备以上优点。同时金属的加入可以起到金属过渡塑性相的作用，即在刚性无机材料中加入一定量的金属，金属作为塑性在开始时促进成型，烧结过程中液化或软化促进烧结，烧结后得到高强度的非氧化物增强相。

在传统的Zr-O平衡体系中是没有ZrO相的，它是在狭窄的氧分压区间中的一个非平衡相。一般认为ZrO是在低氧分压气氛下合成的。它是一个过渡在金属Zr和ZrO₂之间的亚稳相，在高温氧化环境中，它会氧化变成ZrO₂，在高温还原条件下，它会还原变成Zr(需要极低的氧分压)。ZrO本身作为非氧化物相具备较高的强度与耐火度。含ZrO的耐火材料在氧化条件下使用，可以增强材料的抗氧化性。

为了解决铝锆碳滑板含碳量高，无法适应洁净钢生产的问题，本发明以金属铝替代碳，制备一种Al₂O₃-ZrO₂-Al复合滑板，其中含有非氧化物ZrO，使材料具备了优异的抗氧化性能。

发明内容

本发明旨在制备出一种含有ZrO的Al₂O₃-ZrO₂-Al的复合滑板，产品中含有ZrO具有较好的抗氧化性。同时产品作为氧化物结合非氧化物耐火材料，具备强度高、热震稳定性好、抗侵蚀性好等特点，可以替代传统的铝锆碳质滑板，避免对钢水的碳污染。

本发明的技术方案：

一种含ZrO的Al₂O₃-ZrO₂-Al复合滑板，其特征在于：该滑板按重量百分比计的原料组成为65-90％的刚玉、3-20％ZrO₂、4-15％的金属铝粉，外加上述原料总量2-6％的酚醛树脂为结合剂。