[发明专利]一种铝碳滑板砖及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种钢包、中间包控流用 的滑板砖及其制造方法。

背景技术

滑板是连铸用功能性耐火材料，要求其具有较高的高温强度，优良 的热震稳定性，和良好的抗氧化性，抗冲刷性。目前广泛使用的有铝碳 滑板砖和铝锆碳滑板砖。由于铝锆碳滑板砖内所含的锆莫来石和锆刚玉 等含锆原料的制造和使用对环境造成危害，现在越来越倾向于使用更加 环保的无锆滑板砖。然而传统的铝碳滑板砖的使用性能低于铝锆碳滑板 砖，尤其在热震稳定性方面，不能满足大型钢包多炉连浇的需要。而新 兴的金属氮化物结合滑板砖不仅制作成本高，而且烧成工艺复杂。

文献“金属Al-Si结合Al₂O₃-C滑板的性能和使用”[耐火材料，2007， 41(3)205～207]介绍了一种节能型低碳金属Al-Si结合Al₂O₃-C滑板， 其工艺特点是低温烧成。但是该滑板为金属结合，金属Al-Si加入量较多， 由于金属Al-Si粉的价格较贵，所以生产成本很高。滑板烧成后生成的 AlN和AlC易水化，且生产工艺复杂。

文献“改性树脂的特性及在铝碳材料中的作用”[耐火材料，2007， 41(增刊)173～176]介绍了与普通酚醛树脂不同的三种改性树脂抗氧化性 的比较，以及硅改性树脂和硼改性树脂改良试样抗水化性的作用。改性 树脂的实际使用效果还有待进一步通过现场试验结果来判断。而且使用 改性树脂制造不烧铝碳滑板，成本极高。

文献“金属氮化物结合滑板的研制与应用”[耐火材料，2003，37 (5)：271-273]介绍了一种以刚玉和金属铝粉为主要原料，采用氮化烧结 工艺、以金属铝和氮化铝作为滑板结合相的金属铝-氮化铝结合刚玉滑板。 该滑板为金属铝和氮化铝结合，不但金属铝的加入量大，而且生产成本 高，氮化烧成工艺复杂。

文献“金属氮化物结合刚玉质滑板抗渣性研究”[硅酸盐学报，2005， 33(2)：257]介绍了一种金属氮化物结合刚玉质滑板，该滑板以刚玉为主 要物相，材料中含有少量的金属铝纤维，材料中的部分金属铝在滑板氮 化烧结时与N₂反应形成AlN，反应形成的AlN填充于刚玉颗粒之间的空 隙，生成的反应伴随有26％的体积膨胀效应，提高了材料的致密度。该 滑板同样也存在金属铝的加入量大，生产成本高，氮化烧成工艺复杂的 问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效提高传统铝碳滑板砖热震稳定性 的新型铝碳滑板砖及其制造方法。

本发明铝碳滑板砖由以下成分所组成(重量份数)：骨料60％～75％、 粉料15％～30％、碳素材料1％～6％、防氧化剂2％～7％、外加剂3％～ 20％，所述的骨料为烧结板状刚玉、烧结刚玉、电熔白刚玉和电熔致密刚 玉中的一种或几种的颗粒料，所述的粉料为烧结板状刚玉、烧结刚玉、 电熔白刚玉和电熔致密刚玉中的一种或几种的细粉和活性氧化铝微粉， 所述的碳素材料为石墨、电极粉或炭黑中的一种或几种，所述的防氧化 剂为碳化物、硼化物、氧氮化物、金属硅、铝镁合金粉、铝硅粉中的一 种或几种，所述的外加剂为金属铝、氮化物和尖晶石族中的一种或几种。

本发明所述骨料的颗粒粒径为5～0.1mm；所述刚玉细粉的粒径＜ 0.088mm，活性氧化铝微粉的粒径≤5um；所述碳素材料的粒度＜100目， 且C≥90％；所述防氧化剂的粒度＜0.088mm。

本发明所述的外加剂可以为粉状、细颗粒状或纤维状，其粒度或直 径＜0.5mm；作为外加剂的氮化物可以是氮化硅或氮化铝，作为外加剂的 尖晶石族可以是电熔镁铝尖晶石或烧结镁铝尖晶石。

本发明铝碳滑板砖的制造方法是：对各成分按规定比例配料后，将 所有粉料先在预混器中预混，制成混合粉备用；按下列加料顺序进行混 练：颗粒料→干混合2～5分钟→结合剂→混合3～10分钟→混合粉→混 合15～45分钟，出料；机压成型，砖坯经180～220℃干燥36～48小时； 采用不烧或轻烧工艺；钻孔、打箍、磨制、涂层。

本发明铝碳滑板砖制造方法所用的结合剂为酚醛树脂，其加入量为 3％～6％。如所述的外加剂为金属铝纤维，则在颗粒料干混合的同时逐步 加入。