[发明专利]一种硼化锆原位复合连铸用铝碳耐火材料的制备方法

摘要

本发明属于新型耐火材料制备技术领域，提供了提供一种硼化锆原位复合连铸用铝碳耐火材料的制备方法，本发明通过在通过在铝碳材料中添加一定数量的含氧化锆、氧化硼或硼酸或氧化硼与硼酸混合物、金属铝的硼化锆先驱体，利用铝热还原技术，在一定温度下金属铝还原氧化锆和氧化硼，生成的单质Zr和单质B进一步反应生成硼化锆，即在铝碳材料中原位合成抗侵蚀性和抗氧化性好的硼化锆，不仅使材料的成本得到有效控制，而且材料的高温强度得到较大程度的提高，有利于提高材料的抗钢水冲刷性和抗钢水侵蚀性。

主权项

1.一种硼化锆原位复合连铸用铝碳耐火材料的制备方法，其特征在于：通过在铝碳材料中添加一定数量的硼化锆先驱体，先驱体中金属铝粉作为铝源、氧化锆作为锆源，氧化硼或硼酸或者二者的混合物作为硼源；利用铝热还原技术，在一定温度下金属铝还原氧化锆和氧化硼，生成的单质Zr和单质B进一步反应生成硼化锆，其反应式为：2Al+B2O3＝2B+Al2O3 (1)4Al+3ZrO2＝3Zr+2Al2O3 (2)Zr+2B＝ZrB2 (3)其具体制备工艺为：首先将氧化锆、氧化硼或硼酸或氧化硼与硼酸混合物、金属铝按一定配比进行均匀混合，在高于硼酸或氧化硼熔点和低于金属铝熔点的温度下预处理，形成一结团物，随后将其破碎至小于0.2mm的粉状物作为ZrB2的先驱体。在铝碳材料的混料过程中将ZrB2的先驱体加入，均匀混合后经等静压成型，将含有先驱体粉的铝碳材料置于氩气气氛或氮气气氛中或者二者混合气体的气氛中，在950℃～1250℃温度下进行热处理，形成一种硼化锆原位复合的铝碳耐火材料；其中：铝碳材料中ZrB2的先驱体加入量为5-25wt％，先驱体中B、Zr和Al的mol比为3∶3-4∶12-20，热处理气氛中(Ar+N2)的体积比不小于99.9％。