[发明专利]碳化硅晶须增强多孔方镁石-尖晶石-碳过滤器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种碳化硅晶须增强多孔方镁石‑尖晶石‑碳过滤器及其制备方法。其技术方案是：将微纳米孔径的多孔方镁石‑尖晶石陶瓷细粉于真空装置中与改性溶液混合，干燥；干燥后得到的改性多孔方镁石‑尖晶石陶瓷细粉和单质硅粉、改性煤焦油沥青粉、减水剂、流变剂、铝溶胶、消泡剂和去离子水混合，搅拌，得到浆体。将碳化硅预形体浸入到浆体中，静置，离心处理，得到陶瓷素坯；将陶瓷素坯干燥，在埋碳条件下，升温至1350～1450℃，保温，冷却，制得碳化硅晶须增强多孔方镁石‑尖晶石‑碳过滤器。本发明制备的碳化硅晶须增强多孔方镁石‑尖晶石‑碳过滤器的强度高、热震稳定性优良、使用寿命长和钢液净化效果好；适用于超洁净钢液过滤。

技术领域

本发明属于多孔陶瓷过滤器技术领域。尤其涉及一种碳化硅晶须增强多孔方镁石-尖晶石-碳过滤器及其制备方法。

背景技术

钢液中的非金属夹杂物是影响钢质量的关键因素，因此，去除钢液中夹杂物、提高钢液洁净度是生产高附加值钢材产品的重要技术手段。在钢液浇注的最终环节引入具有三维网状骨架结构和贯通状气孔的陶瓷过滤器，能有效滤除钢液中的夹杂物，是一种净化钢液、提高钢质量的重要方法。

目前，关于制备多孔陶瓷过滤器的研究已有较多报道，如“一种镁铝尖晶石增强氧化镁基泡沫陶瓷过滤器及其制备方法”(CN201810307155.8)专利技术，以含纳米氧化铝烧结助剂的氧化镁陶瓷粉料、纳米铝溶胶和流变剂等为原料，以聚氨酯泡沫为载体，制得镁铝尖晶石增强氧化镁基泡沫陶瓷过滤器，所得制品骨架内部为聚氨酯泡沫模板烧失后留下的中空结构，骨架强度低，热震稳定性差，限制了使用寿命。又如“铸钢及高温合金用直孔陶瓷过滤器”(CN201210442209.4)专利技术，以Al₂O₃和SiO₂为主要原料，制得铸钢及高温合金用直孔陶瓷过滤器，该技术的直孔结构与致密基体材料使得过滤器对于小尺寸的夹杂物的吸附效果较差。再如文献(丁俊杰，翟刚军.二次挂浆工艺对铸造用SiC基泡沫陶瓷性能的影响.耐火材料,2020,054(002):137-140)技术，以SiC微粉、α-Al₂O₃微粉、硅溶胶和糊精为原料，经二次挂浆虽制得SiC基泡沫陶瓷过滤器，但由于SiC为非氧化物，对钢液中氧化物为主的夹杂物吸附效果较差；且该技术以致密粉体为原料，制得的过滤器骨架表面相对致密，对夹杂物的吸附能力有限。

综上所述，现有多孔陶瓷过滤器还存在一些技术缺陷：过滤器骨架的强度较低，热震稳定性差，使用寿命短；过滤器骨架表面相对致密，去除夹杂物的效果差，特别是对小尺寸夹杂物的去除效果较弱。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种碳化硅晶须增强多孔方镁石-尖晶石-碳过滤器的制备方法，用该方法制备的碳化硅晶须增强多孔方镁石-尖晶石-碳过滤器的强度高、热震稳定性优良、使用寿命长和钢液净化效果好；适用于超洁净钢液过滤。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

步骤1、多孔方镁石-尖晶石陶瓷细粉的制备

步骤1.1、将氢氧化铝细粉以2～4℃/min的速率升温至350～400℃，保温1～3h，冷却，得到高孔隙率的氧化铝细粉。

步骤1.2、将10～40wt％的所述高孔隙率的氧化铝细粉和60～90wt％的轻烧菱镁矿细粉于搅拌机中搅拌1～3h，得到混合料I。

步骤1.3、按所述混合料I∶铝溶胶的质量比为100∶(3～6)，将所述混合料I和所述铝溶胶混合10～20min，得到混合料II。将所述混合料II在100～150MPa条件下机压成型，在110℃条件下干燥18～36h，以4～5℃/min的速率升温至1650～1750℃，保温2～6h，得到微纳米孔径的多孔方镁石-尖晶石陶瓷材料。