[发明专利]含无定形硼的不烧金属结合铝碳锆质滑动水口耐火砖及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢用滑动水口耐火材料，特别是涉及一种含无定形硼的不烧金属结合铝碳锆质滑动水口耐火材料及其生产方法。

背景技术

随着炼钢工艺的发展，滑动水口用耐火材料的使用条件要求日益苛刻。为了提高滑动水口耐火材料的使用寿命，当耐火材料与熔融材料相接触时，要防止它与熔融材料例如液态钢水和熔渣进行反应。滑动水口砖的损坏，一是由于液态金属和熔渣的化学作用，再者是由于熔融金属的快速热冲击引起的裂纹和剥落以及液态金属的磨损等物理作用。因此，为了能稳定操作，必须采用具有抗热冲击和抗侵蚀性能较好的水口砖。目前的滑动水口砖主要有添加金属硅粉末烧成的铝锆碳、铝碳等碳结合的耐火材料以及添加聚甲基硅烷或有机硅树脂的不烧铝碳材料。以碳结合的烧成铝碳和铝碳锆滑板基本可以满足钢厂的使用要求，但由于高温强度不高，存在使用寿命短、滑动区拉毛及夹冷钢等问题。此外，对于碳结合的烧成铝碳滑板、铝碳锆滑板，存在烧成费用高、生产周期长的缺点，而且烧成后需油浸沥青，生产过程中会污染环境。对于不烧的铝碳滑板基本可以满足中小钢包和中间包的使用要求，但由于抗热震性能不够理想，在大型钢包上使用有放射状裂纹产生，存在使用寿命短的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：克服现有技术中的缺陷，提出一种含无定形硼的不烧金属结合铝碳锆质滑动水口砖及其生产方法，该产品具有强度高、抗钢水侵蚀、抗冲刷、抗氧化和抗热震好等优点。

本发明的技术方案： 

一种含无定形硼的不烧金属结合铝碳锆质滑动水口砖，该砖由下述重量百分比的原料组成，0.2-5%的无定形硼、55-78%的刚玉、5-15%的碳化硅、10-20%的锆莫来石、2-5%的石墨、3-7%的铝硅合金和1-3%的锂基膨润土，以上原料总重量为100%，外加上述原料总量4-6%的酚醛树脂结合剂。 

所述刚玉包括刚玉粉和刚玉颗粒，刚玉粉和刚玉颗粒的重量比为1：1.2-2.5，刚玉粉的粒度≤400目，刚玉颗粒包括1mm＜粒度≤3mm、0.5mm＜粒度≤1mm和粒度≤0.5mm的颗粒三种，三种刚玉颗粒的重量比为2-4：1-2.5：1。

所述石墨为粒度≤200目的鳞片石墨粉；所述铝硅合金为质量比1：1的铝和单质硅的合金粉，粒度≤500目；所述无定形硼为粒度≤1000目的无定形硼粉，锂基膨润土为粒度≤325目的锂基膨润土粉；其中锆莫来石的粒度≤1mm，碳化硅的粒度≤0.5mm。

所述含无定形硼的不烧金属结合铝碳锆质滑动水口砖的生产方法，包括以下步骤，

（1）按配比称量各原料，将其中的粉状原料加入混练机中混匀，得到混合粉料；

（2）将其中的颗粒料加入湿碾机中，然后加入酚醛树脂，酚醛树脂分两次加入，先加入2/3重量的酚醛树脂，混合均匀，再加入所述混合粉料和余下的酚醛树脂，进一步混合均匀得到泥料；将混合好的泥料经摩擦压力机压制成型，然后干燥、套箍、磨制、涂布，即得到所述的铝碳锆质滑动水口砖。

其中干燥要求如下：由室温经12-14h升温至80℃，经10-12h由80℃升温至150℃，经8-10h由150℃升温至230±10℃，然后在230±10℃保温6-12h，经自然冷却至室温。

本发明的积极有益效果：

1、本发明采用刚玉、碳化硅、锆莫来石、石墨、铝硅合金、锂基膨润土为主要原料，添加抗氧化较好的无定形硼，采用酚醛树脂结合剂制备成铝碳锆质滑动水口砖，该产品在400-1600℃的温度范围内具有优异的抗氧化性能和较高强度，抗钢水侵蚀、抗冲刷、抗氧化和抗热震等性能较好。具体性能见表1。

2、本发明采用的原料铝硅合金粉，是一种较好的抗氧化剂，它不仅可提高含碳耐火材料的抗氧化性，还可以提高材料的高温抗折强度和抗冲刷性，并且其抗水化性能优于普通金属铝粉；其中锂基膨润土能对酚醛树脂进行改性，提高产品的耐压强度；引入石墨能提高材料的抗热震性能，克服一般材料的易断裂、韧性差的缺点，另外石墨与钢液难以浸润，能提高材料的抗侵蚀和抗氧化性能。

3、本发明方法同传统烧成的铝碳锆质滑动水口砖相比，本发明不需要烧成和油浸沥青，工艺简化，生产周期短，不污染环境，综合效益较好；产品同不烧的铝碳滑动水口砖相比，该产品的抗热震和抗侵蚀性能优异，能够在大型钢包上使用，并且使用寿命较长。