[发明专利]一种高热震MgO-Al-C质滑板砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高热震MgO‑Al‑C质滑板砖及其制备方法。按重量百分比计，原料组成为：镁砂颗粒55～65%，镁砂细粉20～35%，金属铝5～10%，轻型氧化锆微粒1～8%，含碳原料1～3%，添加剂0.5～5%，结合剂3～5%。按重量称取各组分，经混练、成型、烘烤或者继续在弱还原气氛或氮气气氛下中温处理后，经套箍、粘钢壳、磨制、涂布、精整、验收后入库贮存。本发明生产的高热震MgO‑Al‑C质滑板砖，加入了具有微气孔、可压缩性的轻型氧化锆微粒，吸收镁砂热膨胀，缓解材料热应力，改善抗热震性。高温下氧化锆微粒与方镁石发生固溶，促进材料的结合，增加高温强度，降低使用中产生裂纹、剥落、拉毛的程度，提高MgO‑Al‑C质滑板的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种炼钢连铸用滑板砖，特别涉及一种含轻型氧化锆微粒的MgO-Al-C质滑板砖及其制备方法，属于炼钢用滑板砖生产领域。

背景技术

滑板用于炼钢连铸，起调节和控制钢水流量作用，或用于转炉的挡渣出钢系统，提高挡渣效果。随着特种钢的发展，钢水钙处理成为必然，传统的铝锆碳滑板在浇注钙处理钢时熔损严重，锆质滑板又价格昂贵，镁质滑板对钙处理钢有较好的抗侵蚀性，且成本低廉。所以相继开发出高温烧成镁质、镁尖晶石质及不烧MgO-MA-C质、MgO-Al-C质滑板，虽然MgO-Al-C质滑板取得相对较好的使用效果，但还存在抗热震性差、高温强度不高等问题。由于方镁石的热膨胀系数较大（20~1000 ℃时为13.5×10^-6 ℃^-1），导致其抗热震性较差，在浇钢时易出现裂纹、剥落、拉毛等问题，影响使用寿命。因此，要提高MgO-Al-C质滑板的抗热震性，必须吸收镁砂颗粒的热膨胀。改善材料抗热震性的措施主要有两方面：一是抑制裂纹产生；二是阻止裂纹扩展。高温下氧化锆发生马氏体相变由单斜ZrO₂向四方ZrO₂转变时有约5％的体积收缩，可缓解热应力，抑制裂纹产生；反之由四方ZrO₂向单斜ZrO₂转变时有约8％体积膨胀，可吸收裂纹尖端的扩散能，阻止裂纹扩展，起增韧作用。由于氧化镁是氧化锆的稳定剂，若将氧化锆细粉加入到镁质材料中，高温下氧化锆转变为稳定的立方晶型氧化锆，不能发挥其相变增韧作用，对改善镁质材料抗热震性的效果不明显。因此需要引入具有特殊结构的氧化锆原料，以吸收镁砂颗粒的热膨胀，耗散热应力，提高MgO-Al-C质滑板的抗热震性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对MgO-Al-C质滑板中镁砂颗粒热膨胀系数大，影响抗热震性，及颗粒与基质结合强度弱，影响高温强度，并降低使用寿命等技术问题，提供一种高热震MgO-Al-C质滑板砖及其制备方法。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种高热震MgO-Al-C质滑板砖，按重量百分比计，该滑板砖的原料组成为：镁砂颗粒55～65%，镁砂细粉20～35%，金属铝5～10%，轻型氧化锆微粒1～8%，含碳原料1～3%，添加剂0.5～5%，结合剂3～5%。

优选地，所述的镁砂颗粒、镁砂细粉为电熔镁砂和烧结镁砂中的一种或两者的组合。

优选地，所述的镁砂颗粒的组成为：粒径为1～3 mm的镁砂颗粒占40～55%，粒径小于1 mm的镁砂颗粒占10～20%；所述的镁砂细粉粒度小于0.088 mm。

优选地，所述的金属铝为铝粉和铝纤维中的一种或两者的组合。

优选地，所述的轻型氧化锆微粒为造粒氧化锆微粉、氧化锆空心微珠和多孔结构轻型原料中的一种或多种的组合；所述的轻型氧化锆微粒的粒度为0.1～0.5mm。

优选地，所述的含碳原料为炭黑、石墨、膨胀石墨、沥青粉、树脂粉中的一种或多种的组合。

优选地，所述的添加剂为单质硅、碳化硅、碳化硼、硅铝合金、镁铝合金、硼镁合金中的一种或多种的组合。

优选地，所述的结合剂为酚醛树脂、改性酚醛树脂和有机硅树脂中的一种或两者的组合。