[发明专利]一种氧化锆二硼化锆碳质导液管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管件的制备方法，尤其涉及一种导液管的制备方法。

背景技术

随着喷射冶金工艺的发展，对于导液管耐火材料的使用条件变得日益苛刻。在实际生产过程中，引起导液管损坏的原因不仅在于钢液和熔渣的腐蚀以及钢液的冲刷和磨损等物化作用，还在于导液管内表面受到钢液的快速热冲击及其外表面受到强烈的冷却气体而引起的开裂和剥落。为了使导液管能够在生产过程中稳定地运行，必须采用具有较好抗热冲击性、抗侵蚀性和抗冲刷性的耐火材料。

目前，国内外喷射冶金用导液管主要由高温烧成（温度高于1600°C）的氧化锆材料制成的，其基本生产工艺为全部采用氧化锆原料，经过混炼、成型、干燥和高温烧成等步骤。通过高温烧成的氧化锆导液管虽然具有优异的抗侵蚀性能和抗冲刷性能，但是其存在抗热震性能较差的缺点，故不能满足在喷射冶金条件下的工作需求。

公开号为CN1132731A，公开日为1996年10月9日，名称为“氧化锆—石墨自润滑复合陶瓷材料”的中国专利文献公开了一种用于刀具、轴承、密封件等的复合陶瓷结构材料。该专利文献的技术方案是将90%的纳米氧化锆、1～4%的石墨润滑剂、5～8%的烧结助剂Bi₂O₃、0.62～2%的晶粒生长抑制剂Al₂O₃和SiO₂混合在一起，经过冷压预成型，再经热压烧结而制成的。由于该材料含有5～8%低熔点的Bi₂O₃（熔点为860°C），不适合在高温喷射冶金条件下使用，其次采用昂贵的纳米氧化锆原料以及热压烧结工艺会极大地增加生产成本。

公开号为CN1544388A，公开日为2004年11月10日，名称为“一种铝和/或锆碳体系透气砖”的中国专利文献提出了一种透气砖，其由Al₂O₃、C、ZrO₂及其他成分组成，其化学成分的质量百分数为：Al₂O₃：10～90%，C： 3～15%，ZrO₂：0～90%，其他成分：3～20%。其他成分包括SiC、SiO₂、Fe₂O₃、Si和B₄C。从该专利文献所公开的化学成分来看，所采用的氧化锆为不含稳定剂的单斜氧化锆，即该氧化锆的化学成分中不含有CaO、MgO、Y₂O₃、CeO₂等稳定剂。发明人认为，若导液管采用上述耐火材料制成，在其应用于喷射冶金的工作环境中时，会由于在导液管中存在过多不稳定型氧化锆而引起管体的开裂甚至裂片的剥落，令导液管无法继续正常使用从而降低导液管的使用寿命。在常温下，纯氧化锆只是以单斜相形式出现，当加热到1100°C左右时会转化为四方相，再加热到更高温度则会转化为立方相。由于单斜相的纯氧化锆向四方相转变时，会产生很大的体积变化，而在冷却时，又会向着相反的方向转变，再一次产生很大的体积变化，这样就极易造成导液管的开裂，限制了不稳定氧化锆在高温工况下的应用。同时，Al₂O₃、SiC、SiO₂及Fe₂O₃成分的存在也会导致导液管抗侵蚀性能的显著下降，从而不能符合喷射冶金的使用要求。

刊登于《国外耐火材料》1998年第8期第27-30页，名称为“浸入式水口渣线用高耐蚀性材质的开发”的公开出版文献涉及了一种炼钢连铸用浸入式水口渣线所使用的锆碳材料，其中该材料中氧化锆的含量大于80%，碳含量为10～17%，其余为碳化硅和单质硅等。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化锆二硼化锆碳质导液管的制备方法，采用该制备方法可以制得适用于喷射冶金工作环境下的导液管，其具有较好的抗热冲击性和抗冲刷性，较高的耐压强度和高温抗折强度，较强的抗热冲击和抗热震性，不会由于导液管内外表面温度的巨大差距而导致管体开裂和管片剥落等现象产生，具备较长的使用寿命。

根据上述目的，本发明提出了一种氧化锆二硼化锆碳质导液管的制备方法，其包括下列步骤：