專利名稱：一種氧化鋯質滑板及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于耐火材料領域，尤其是涉及一種氧化鋯質滑板及其制備方法。
背景技術：
在連鑄生產(chǎn)工藝中，滑動水口系統(tǒng)是連鑄機澆鑄過程中鋼水的重要控制裝置，能夠精確地調(diào)節(jié)鋼水從鋼包到中間包的流量，使流入和流出的鋼水達到平衡，從而使連鑄操作更容易控制?；瑒铀谙到y(tǒng)由上水口、滑板和下水口組成?；迨侵苯涌刂其撍髁亢土魉佟Q定滑動水口系統(tǒng)功能的部件，被認為是滑動水口系統(tǒng)中最重要的部分。鈣在鋼水中的主要作用是進行脫氧、脫硫和對夾雜物進行變性處理，從而改善鋼水的流動性和提高鋼的質量。鋼水的鈣處理作為一種精煉鋼水的工藝，現(xiàn)已得到廣泛應用。 但鈣處理鋼水中的[Ca]與常用鋁碳或鋁鋯碳滑板中的Al203、Si&反應生成低熔物，導致在澆鑄鈣處理鋼時滑板損毀速度成倍增加?！耙环N鎂質滑板磚的配方及生產(chǎn)工藝” (ZL200410010211.X)專利技術，采用高純鎂砂和氧化鋁微粉為主要原料制得的鎂質滑板能夠滿足100 400噸大中型鋼包澆注鈣處理鋼的連鑄作業(yè)，但其使用壽命僅為1 2次。二氧化鋯在高溫下化學性質十分穩(wěn)定，在與氧化鈣接觸時仍能保持較高的熔點，是澆鑄鈣處理鋼滑板的理想材料?！案哐趸嗁|耐火材料的制備方法”(CN200510044209. 9)專利技術，提供了一種高氧化鋯質耐火材料，其組織均勻致密，無裂紋，氣孔率低，耐蝕性好，適宜玻璃窯使用，但其S^2含量較高，不適宜用于澆注鈣處理鋼?！把趸喕濉?金從進、李澤亞，氧化鋯滑板制備工藝對其性能和顯微結構的影響，耐火材料，2008，42 (4) =288-290)所公開的技術，采用MgO-Y2O3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉造粒料制備的氧化鋯滑板結構致密，具有較高的強度和較低的顯氣孔率，但其脆性較大，不利于后續(xù)加工，而且制得的氧化鋯滑板熱震穩(wěn)定性仍不夠好，限制了其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術缺陷，目的在于提供一種斷裂強度高、熱震穩(wěn)定性好、抗侵蝕性能優(yōu)良、使用壽命長的氧化鋯質滑板及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是將100份質量的氧化鋯微粉造粒料和15 25份質量的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液混合均勻，困料20 M小時，成型；成型后的坯體在50 60°C條件下干燥8 16小時，在180 240°C保溫20 M小時，在燒成溫度為1550 1650°C燒成；燒成后經(jīng)浸油、干餾、打孔和磨制加工，即得氧化鋯質滑板。所述的氧化鋯微粉造粒料是以部分穩(wěn)定氧化鋯微粉經(jīng)濕法球磨和噴霧造粒加工而成；部分穩(wěn)定氧化鋯微粉為Y2O3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉、MgO部分穩(wěn)定氧化鋯微粉、MgO-Y2O3 部分穩(wěn)定氧化鋯微粉中的一種以上。所述的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的制備方法是將15 25份氫氧化鋯粉體、12 18份熱固性酚醛樹脂和1 2份六次甲基四胺依次加入到60 70份無水乙醇中，在40 60°C攪拌2 4小時。
所述的成型為等靜壓成型。所述的燒成的工藝制度為以1. 0 1. 6°C /分鐘的速率從室溫升至1050°C，再以 0. 2 0. 50C /分鐘的速率從1050°C升至1250°C，以0. 8 1. 2°C /分鐘的速率從1050°C 升至燒成溫度，在燒成溫度的條件下保溫3 6小時；以0. 8 1. 2V /分鐘的速率從燒成溫度降至1250°C，以0. 2 0. 5°C /分鐘的速率從1250°C降至1050°C ；以彡1. 0°C /分鐘的速率從1050°C降至室溫。由于采用上述技術方案，本發(fā)明以氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的形式加入到氧化鋯微粉造粒料中，保證了氫氧化鋯和液態(tài)酚醛樹脂在原料中的分散均勻性。在燒成過程中，氫氧化鋯會分解形成一次粒徑僅為20 IOOnm氧化鋯，其活性非常高，促進氧化鋯滑板材料的燒結，提高了材料的強度；另一方面，一部分游離于氧化鋯周圍的樹脂碳起空間位阻作用，有效地抑制了在燒結過程中氧化鋯晶粒的異常長大，有利于提高材料的斷裂強度； 與此同時，一部分樹脂碳進入氧化鋯晶格中使單斜氧化鋯轉變成穩(wěn)定的四方氧化鋯，改善了材料在高溫使用過程中的體積穩(wěn)定性。斷裂強度及體積穩(wěn)定性的增加均有利于提高材料的熱震穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明的氧化鋯質滑板具有斷裂強度高、熱震穩(wěn)定性好、抗侵蝕性能優(yōu)良的特點，使用壽命長，能夠滿足澆注鈣處理鋼的需要。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。為避免重復，先將本具體實施方式
所述燒成的工藝制度統(tǒng)一描述如下以1.0 1.6°C /分鐘的速率從室溫升至1050°C，再以0. 2 0. 5°C /分鐘的速率從1050°C升至 1250以0. 8 1. 20C /分鐘的速率從1050°C升至燒成溫度，在燒成溫度的條件下保溫 3 6小時；以0. 8 1. 2V /分鐘的速率從燒成溫度降至1250°C，以0. 2 0. 5°C /分鐘的速率從1250°C降至1050°C;以彡1. 0°C /分鐘的速率從1050°C降至室溫。實施例中不再贅述。實施例1一種氧化鋯質滑板及其制備方法，其工藝過程為將100份質量的氧化鋯微粉造粒料和15 20份質量的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液混合均勻，困料20 M小時，等靜壓成型；成型后的坯體在50 60°C條件下干燥 8 12小時，在180 220°C保溫20 M小時，在燒成溫度為1550 1600°C燒成；燒成后經(jīng)浸油、干餾、打孔和磨制加工，即得氧化鋯質滑板。本實施例中氧化鋯微粉造粒料是以Y2O3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉經(jīng)濕法球磨和噴霧造粒加工而成；氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的制備方法是將15 20份氫氧化鋯粉體、12 14份熱固性酚醛樹脂和1 2份六次甲基四胺依次加入到65 70份無水乙醇中，在40 60°C攪拌2 4小時。本實施例所制得的氧化鋯質滑板的體積密度> 4. 72g/cm3，顯氣孔率< 19%，抗折強度彡20MPa, 1100°C風冷不破壞次數(shù)彡8，抗侵蝕性能優(yōu)良。實施例2一種氧化鋯質滑板及其制備方法，其工藝過程為
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將100份質量的氧化鋯微粉造粒料和18 23份質量的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液混合均勻，困料20 M小時，等靜壓成型，成型后的坯體在50 60°C條件下干燥 10 14小時，在200 240°C保溫20 M小時，在燒成溫度為1580 1620°C燒成。燒成后經(jīng)浸油、干餾、打孔和磨制加工，即得氧化鋯質滑板。本實施例中氧化鋯微粉造粒料是以MgO部分穩(wěn)定氧化鋯微粉經(jīng)濕法球磨和噴霧造粒加工而成；氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的制備方法是將17 22份氫氧化鋯粉體、14 16份熱固性酚醛樹脂和1 2份六次甲基四胺依次加入到63 68份無水乙醇中，在40 60°C攪拌2 4小時。本實施例所制得的氧化鋯質滑板的體積密度> 4. 65g/cm3，顯氣孔率< 18%，抗折強度彡18MPa，110(TC風冷不破壞次數(shù)彡6，抗侵蝕性能優(yōu)良。實施例3一種氧化鋯質滑板及其制備方法，其工藝過程為將100份質量的氧化鋯微粉造粒料和16 21份質量的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液混合均勻，困料20 M小時，等靜壓成型，成型后的坯體在50 60°C條件下干燥 11 15小時，在190 230°C保溫20 M小時，在燒成溫度為1570 1610°C燒成。燒成后經(jīng)浸油、干餾、打孔和磨制加工，即得氧化鋯質滑板。本實施例中氧化鋯微粉造粒料是以MgO-Y2O3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉經(jīng)濕法球磨和噴霧造粒加工而成；氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的制備方法是將16 21份氫氧化鋯粉體、13 15份熱固性酚醛樹脂和1 2份六次甲基四胺依次加入到60 65份無水乙醇中，在40 60°C攪拌2 4小時。本實施例所制得的氧化鋯質滑板的體積密度> 4. 67g/cm3，顯氣孔率< 17%，抗折強度彡20MPa, 1100°C風冷不破壞次數(shù)彡8，抗侵蝕性能優(yōu)良。實施例4一種氧化鋯質滑板及其制備方法，其工藝過程為將100份質量的氧化鋯微粉造粒料和20 25份質量的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液混合均勻，困料20 M小時，等靜壓成型，成型后的坯體在50 60°C條件下干燥 12 16小時，在200 240°C保溫20 M小時，在燒成溫度為1600 1650°C燒成。燒成后經(jīng)浸油、干餾、打孔和磨制加工，即得氧化鋯質滑板。本實施例中氧化鋯微粉造粒料是以IO3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉和MgO-Y2O3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉按質量比為1 2混合，經(jīng)濕法球磨和噴霧造粒加工而成；氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的制備方法是將18 23份氫氧化鋯粉體、15 17份熱固性酚醛樹脂和1 2份六次甲基四胺依次加入到65 70份無水乙醇中，在40 60°C攪拌2 4小時。本實施例所制得的氧化鋯質滑板的體積密度> 4. 68g/cm3，顯氣孔率< 18%，抗折強度彡21MPa，110(TC風冷不破壞次數(shù)彡9，抗侵蝕性能優(yōu)良。實施例5一種氧化鋯質滑板及其制備方法，其工藝過程為將100份質量的氧化鋯微粉造粒料和17 22份質量的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液混合均勻，困料20 M小時，等靜壓成型，成型后的坯體在50 60°C條件下干燥9 13小時，在180 220°C保溫20 M小時，在燒成溫度為1550 1600°C燒成。燒成后經(jīng)浸油、干餾、打孔和磨制加工，即得氧化鋯質滑板。本實施例中氧化鋯微粉造粒料是以氧化鋯微粉造粒料是以IO3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉、MgO部分穩(wěn)定氧化鋯微粉和MgO-Y2O3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉按質量比為1 1 1混合， 經(jīng)濕法球磨和噴霧造粒加工而成；氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的制備方法是將20 25份氫氧化鋯粉體、16 18份熱固性酚醛樹脂和1 2份六次甲基四胺依次加入到62 67份無水乙醇中，在40 60°C攪拌2 4小時。本實施例所制得的氧化鋯質滑板的體積密度> 4. 65g/cm3，顯氣孔率< 19%，抗折強度彡19MPa，110(TC風冷不破壞次數(shù)彡10，抗侵蝕性能優(yōu)良。本發(fā)明以氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的形式加入到氧化鋯微粉造粒料中，保證了氫氧化鋯和液態(tài)酚醛樹脂在原料中的分散均勻性。在燒成過程中，氫氧化鋯會分解形成一次粒徑僅為20 IOOnm氧化鋯，其活性非常高，促進氧化鋯滑板材料的燒結，提高了材料的強度；另一方面，一部分游離于氧化鋯周圍的樹脂碳起空間位阻作用，有效地抑制了在燒結過程中氧化鋯晶粒的異常長大，有利于提高材料的斷裂強度；與此同時，一部分樹脂碳進入氧化鋯晶格中使單斜氧化鋯轉變成穩(wěn)定的四方氧化鋯，改善了材料在高溫使用過程中的體積穩(wěn)定性。斷裂強度及體積穩(wěn)定性的增加均有利于提高材料的熱震穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明的氧化鋯質滑板具有斷裂強度高、熱震穩(wěn)定性好、抗侵蝕性能優(yōu)良的特點，使用壽命長，能夠滿足澆注鈣處理鋼的需要。
權利要求
1.一種氧化鋯質滑板的制備方法，其特征在于將100份質量的氧化鋯微粉造粒料和 15 25份質量的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液混合均勻，困料20 M小時，成型；成型后的坯體在50 60°C條件下干燥8 16小時，在180 240°C保溫20 M小時，在燒成溫度為1550 1650°C燒成；燒成后經(jīng)浸油、干餾、打孔和磨制加工，即得氧化鋯質滑板。
2.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋯質滑板的制備方法，其特征在于所述的氧化鋯微粉造粒料是以部分穩(wěn)定氧化鋯微粉經(jīng)濕法球磨和噴霧造粒加工而成；部分穩(wěn)定氧化鋯微粉為 Y2O3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉、MgO部分穩(wěn)定氧化鋯微粉、MgO-Y2O3部分穩(wěn)定氧化鋯微粉中的一種以上。
3.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋯質滑板的制備方法，其特征在于所述的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液的制備方法是將15 25份氫氧化鋯粉體、12 18份熱固性酚醛樹脂和1 2份六次甲基四胺依次加入到60 70份無水乙醇中，在40 60°C攪拌2 4小時。
4.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋯質滑板的制備方法，其特征在于所述的成型為等靜壓成型。
5.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋯質滑板的制備方法，其特征在于所述的燒成的工藝制度為以1. 0 1. 60C /分鐘的速率從室溫升至1050°C，再以0. 2 0. 5°C /分鐘的速率從 1050°C升至1250°C，以0. 8 1. 2°C /分鐘的速率從1050°C升至燒成溫度，在燒成溫度的條件下保溫3 6小時；以0. 8 1. 20C /分鐘的速率從燒成溫度降至1250°C，以0. 2 0. 50C /分鐘的速率從1250°C降至1050°C ；以彡1. 0°C /分鐘的速率從1050°C降至室溫。
6.根據(jù)權利要求1 5項中任一項所述的氧化鋯質滑板的制備方法所制備的氧化鋯質滑板。
全文摘要
本發(fā)明屬于耐火材料領域，尤其涉及一種氧化鋯質滑板及其制備方法。其技術方案是將100份質量的氧化鋯微粉造粒料和15～25份質量的氫氧化鋯-樹脂-乙醇混合溶液混合均勻，困料20～24小時，成型，成型后的坯體在50～60℃條件下干燥8～16小時，在180～240℃保溫20～24小時，在燒成溫度為1550～1650℃燒成，燒成后經(jīng)浸油，干餾，打孔，磨制加工，即得氧化鋯質滑板。本發(fā)明的氧化鋯質滑板具有斷裂強度高、熱震穩(wěn)定性好、抗侵蝕性能優(yōu)良的特點，使用壽命長，能夠滿足澆注鈣處理鋼的需要。
文檔編號C04B35/66GK102424592SQ20111026963
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權日2011年9月13日
發(fā)明者李亞偉, 李淑靜, 李遠兵, 桑紹柏, 趙雷, 金勝利 申請人:武漢科技大學