[发明专利]一种增强超低碳Al2

说明书

一种增强超低碳Al₂O₃‑ZrO₂‑SiC‑C耐火材料的制备方法，属于洁净钢冶金用耐火材料制备技术领域。具体制备方法为：首先，按照实验配比，将锆英石、活性炭、氧化钇粉体充分球磨，压制成型后在1600℃下保温2h，预先合成ZrO₂‑SiC复合微粉；然后，将电熔白刚玉骨料和细粉、α‑Al₂O₃、锆英石+活性炭、预合成ZrO₂‑SiC复合微粉、天然石墨、固体酚醛树脂与添加剂稀土氧化物等按照一定的配比混匀，成型后制得一定尺寸的素坯；最后，将素坯置于具有保护气氛的高温炉中烧结，得到超低碳Al₂O₃‑ZrO₂‑SiC‑C耐火材料。该方法在降低Al₂O₃‑C耐火材料含碳量的前提下，增强了耐火材料的力学性能与抗热震性。工艺简便易行，原料廉价易得，易于实现大批量投。

技术领域

本发明属于洁净钢冶金用耐火材料制备技术领域，涉及一种增强超低碳 Al₂O₃-ZrO₂-SiC-C耐火材料的制备方法。

背景技术

随着钢铁行业的不断发展，对钢的质量性能要求越来越高，低成本高效率洁净钢的生产成为未来钢铁发展的重点。高洁净钢的生产不仅与冶炼工艺有关，还与相关耐火材料的质量息息相关。

Al₂O₃-C耐火材料具有强度和耐火度高、抗渣侵蚀性能优异等特点，在炼钢和连铸过程中应用广泛。然而，Al₂O₃-C耐火材料的含碳量一般高于8％，在浇铸洁净钢过程中会使钢水增碳，从而降低钢水的纯净度，并进一步导致钢材性能和使用寿命的大幅度下降。

为了降低碳对钢水的污染，提高钢水的纯净度，在洁净钢连铸过程中，应选用低碳/超低碳Al₂O₃-C或无碳耐火材料。而低碳/超低碳Al₂O₃-C或无碳耐火材料因石墨含量的减少，且无熔融石英和碳化硅等抗热震组分的添加，使得耐火材料制品的抗热震性和耐侵蚀性明显下降。因此，降低Al₂O₃-C耐火材料含碳量的同时，增强耐火材料的力学性质与抗热震性对于炼钢连铸过程尤为重要。

发明内容

在降低Al₂O₃-C耐火材料含碳量的前提下，增强耐火材料的力学性质与抗热震性，本发明提出了一种增强超低碳Al₂O₃-ZrO₂-SiC-C耐火材料的制备方法。该方法通过添加稀土氧化物，原位形成稀土铝酸盐微晶，以提高耐火材料基体的耐压强度。其主要工序如下：首先，按照实验配比，将锆英石、活性炭、氧化钇充分球磨，压制成型后充分干燥，在氩气气氛下预合成ZrO₂-SiC复合微粉；再将各原料按照一定的配比混匀，经成型、干燥后，置于高温炉中烧结，得到超低碳Al₂O₃-ZrO₂-SiC-C耐火材料。

本发明的一种增强超低碳Al₂O₃-ZrO₂-SiC-C耐火材料的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1：预合成ZrO₂-SiC复合微粉

(1)按照实验配比，将原料锆英石、活性炭和Y₂O₃粉体充分球磨；

(2)将球磨后的原料压制成素坯；

(3)将素坯在120℃下充分干燥后，置于高温炉内进行碳热还原反应合成ZrO₂-SiC复合微粉；