[发明专利]一种三元复合自修复免烧滑板砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三元复合自修复免烧滑板砖及其制备方法。其组成按质量百分比配比为：3～1mm大结晶电熔镁砂5～10份、2～1mm大结晶电熔镁砂15～25份、1～0.5mm大结晶电熔镁砂5～15份、0.5～0mm大结晶电熔镁砂5～10份、200目大结晶电熔镁砂12～20份、‑197石墨1～4份、Al₄SiC₄微粉0.5～3份、纳米SiC微粉0.5～2份、325目金属Al粉3～8份、200目金属Si粉0.5～3份、碳化硼0.5～2份、硼化硅0.5～1份，热固酚醛树脂2～4份、有机硅树脂2～4份。本发明三元复合自修复滑板砖在高温使用时具有自修复功能，显著提高滑板的抗氧化性和高温稳定性。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种三元复合自修复滑板砖及其制备方法，还涉及上述滑板砖的制造方法。

背景技术

滑动水口作为控制钢水流量的功能性耐火材料，能够精确地调节从钢包到连铸中间包的水流量，使流入和流出的钢水达到平衡，从而使连铸操作更容易控制，是冶炼中不可缺少的部分。由于该滑动水口板是控制钢水流动的部件，工作使用温度高达1600℃，因此要求具有极高的性能，并且需要在材料方面能够应对各种恶劣使用条件如反复的热冲击和磨损、钢水和熔渣引起的化学侵蚀所以要求产品具有优良的抗氧化性、耐磨性、耐侵蚀性、强度等特性。

不烧滑板作为广泛采用的形式，具有工艺简单、节能环保等优势，目前大多采用不烧铝碳、不烧镁碳、不烧镁尖碳等材质，但是由于不烧滑板600℃左右其材料树脂脱碳氧化热解，800℃残碳率只有40％左右，导致不烧中高温强度低，使用时极易氧化，热态稳定性差，质量不稳定等缺陷限制其应用。

例如，申请人于2021年2月14日公开了一种添加Al₄SiC₄三元非氧化物转炉挡渣滑板砖及其制备方法，该滑板砖包括粒径为2.3～1mm的板状刚玉颗粒25～33wt％、粒径为1～0.5mm的板状刚玉颗粒16～24wt％、粒径为0.5～0.045mm的板状刚玉颗粒20～26wt％，粒径为0～0.045mm板状刚玉细粉10～15wt％、活性α-Al₂O₃微粉5～8wt％、Al₄SiC₄细粉2～6wt％、炭黑2～3wt％、活性金属铝粉4～8wt％、复合抗氧化剂4wt％；外加占总重量4～5％的复合液体树脂结合剂。但是，该滑板砖采用制备工艺复杂，需要预混粉制备、干燥、制品热处理、油浸等一系列复杂、耗能不环保的工艺，同时该滑板制备Al₄SiC₄的过程是通过共磨粉1700-1800℃温烧成6小时以上制备在没有氩气保护情况下，炭黑易氧化很难顺利生成Al₄SiC₄。而本发明采用环保友好的工艺，不烧不浸油工艺，生产周期短成本低，对生产应用更加实用。

发明人于2021年6月1日公开了一种钛硅碳金属复合转炉挡渣滑板砖及其制备方法，滑板砖包括电熔锆刚玉、电熔锆莫来石、烧结板状刚玉和电熔镁铝尖晶石颗粒、电熔镁铝尖晶石粉、金属硅粉、金属铝粉、α锻烧氧化铝粉、碳化硼、钛硅碳和炭黑、有机硅树脂和热固酚醛树脂；将原料混合均匀，经过成型、干燥、烧成、打钢箍、磨制、涂层等精加工后制得成品。但是，相比直接添加，高温下自蔓延合成Ti₃SiC₂工艺简单,反应时间短，可最大限度地利用材料的化学能得到高纯度的产物，材料的烧成和合成可同步完成。且转炉挡渣滑板碳含量高，钢水增碳，且铝碳材质滑板有大量Al₂O₃簇状夹杂物，对钢水造洁净度造成很大影响，只适用于普碳钢的冶炼，对于品种钢、高钙钢、洁净钢等特殊钢种的冶炼并不适用。本发明采用的是碱性耐火材料，适用与Ca处理钢、Al/Si镇静钢、帘线钢等对钢水洁净度要求高的品种。