專利名稱：一種金屬陶瓷滑動水口磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滑動水口磚，尤其涉及一種采用金屬陶瓷結(jié)合的滑動水口磚。
背景技術(shù)：
隨著煉鋼工藝的發(fā)展，對滑動水口用耐火材料的使用條件要求變得日益苛刻。為了提高滑動水口耐火材料的壽命，即使當(dāng)耐火材料與熔融材料相接觸時，有必要防止它與熔融材料例如液態(tài)鋼水和熔渣進行反應(yīng)?；瑒铀诖u的損壞，不僅是由于液態(tài)金屬和熔渣的化學(xué)作用，而且由于熔融金屬的快速熱沖擊引起的裂紋和剝落以及液態(tài)金屬的磨損等物理作用。因此為了使水口磚能夠穩(wěn)定地操作，必須采用能很好抗熱沖擊和抗侵蝕的水口磚。
目前使用的滑動水口磚主要有Al2O3-C(日本專利特開平11-36012)、MgO-C和ZrO2-C等碳結(jié)合耐火材料以及中國專利CN 85 109111A所公開的含氧氮化鋁材料。對于普通鋁硅鎮(zhèn)靜鋼，以碳結(jié)合的鋁碳和鋁碳鋯滑板基本可以滿足使用要求，但由于高溫強度不高，仍然存在使用壽命不長，滑動區(qū)拉毛及夾冷鋼的問題。對于高氧鋼，鋼中的總氧高、FeO高，由此含碳耐火材料和含氧氮化鋁材料是不能勝任的，碳結(jié)合材料的氧化產(chǎn)物是CO或CO2，氧化后滑板結(jié)構(gòu)疏松，形成大量顯氣孔，導(dǎo)致鋼水和熔渣滲入，最終導(dǎo)致抗侵蝕性能下降，是影響其長壽的重要原因，因而限制了碳結(jié)合和含氧氮化鋁的滑板應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，本發(fā)明的目的在于提供一種使用壽命長、抗鋼水侵蝕和抗沖刷性好的滑動水口磚。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是采用剛玉和金屬鋁材料作為主要原料、其余可加入少量碳類細粉，如石墨、碳黑等，以及少量抗氧化劑，如B4C、Si、AlMg合金等防氧化劑，及其他添加劑為原料經(jīng)燒結(jié)制取。
其組分的重量百分比為剛玉70～90％金屬鋁材料 0～20％碳 1～10％防氧化劑0～5％結(jié)合劑 1～5％所述的剛玉純度大于98％，金屬鋁材料的純度大于95％，碳的純度大于95％。
防氧化劑包括B4C、Si或AlMg合金等中的任何一種或多種混合物。
金屬陶瓷為金屬與陶瓷相結(jié)合的材料，即由陶瓷相和粘接金屬相所組成的非均質(zhì)的復(fù)合材料，兩項彼此不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或僅限于表面發(fā)生輕微的化學(xué)反應(yīng)和擴散滲透。金屬陶瓷具有金屬的韌性，又具有陶瓷材料高強度、耐高溫的性能。金屬陶瓷比較理想的顯微結(jié)構(gòu)是金屬相形成一種連續(xù)的薄膜，將細分散且均勻分布的陶瓷顆粒包裹。在這種結(jié)構(gòu)中，細分散脆性的陶瓷相所承受的機械應(yīng)力與熱應(yīng)力，可通過連續(xù)相的金屬來分散；而金屬相則由于成薄膜狀包裹在均勻分布的陶瓷顆粒表面而獲得了強化，從而使整體材料的高溫強度、抗沖擊韌性、抗熱震性能都得到改進。
本發(fā)明中，采用金屬鋁和剛玉(陶瓷材料)為主要原料，在生產(chǎn)燒結(jié)過程中形成了Al2O3/Al金屬陶瓷結(jié)合。在氧化氣氛下，金屬鋁氧化后形成氧化鋁膜，堵塞了氣孔，提高了抗氧化性能。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，滑動水口磚在高溫下，具有良好的機械性能，化學(xué)穩(wěn)定性高，耐腐蝕，且抗熔融金屬和抗氧化能力強。在普通鋼使用條件下，其使用壽命比Al2O3-C、Al2O3-C-ZrO2滑動水口更長。在高氧鋼使用條件下，其使用壽命比碳結(jié)合的滑動水口更長。
同傳統(tǒng)碳結(jié)合滑動水口磚相比，本發(fā)明的滑動水口磚還具有以下特點配料中加入相當(dāng)數(shù)量的金屬鋁材料，形成了Al2O3/Al金屬陶瓷結(jié)合，具有很高的常溫和高溫強度，以及很好的抗氧化性能。
具體實施例方式
按表1的配比(重量百分?jǐn)?shù))制備本發(fā)明的滑動水口磚，以及滑動水口磚的物理性能指標(biāo)。
表2列出了現(xiàn)有采用Al2O3-C、MgO-C滑動水口磚的成分(重量百分?jǐn)?shù))和特性。
從上述的對比可以發(fā)現(xiàn)，由于本發(fā)明采用金屬鋁和剛玉為主要原料，在生產(chǎn)燒結(jié)過程中形成了Al2O3/Al金屬陶瓷結(jié)合。在氧化氣氛下，金屬鋁氧化后形成氧化鋁膜，堵塞了氣孔，提高了抗氧化性能；在機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性抗氧化能力等方面比Al2O3-C、Al2O3-C-ZrO2滑動水口磚更好，使用壽命更長。
表1 單位重量百分?jǐn)?shù)

表2單位重量百分?jǐn)?shù)

權(quán)利要求
1.一種金屬陶瓷滑動水口磚，其組分和重量百分比為剛玉 70～90％金屬鋁材料0～20％碳1～10％防氧化劑 0～5％結(jié)合劑1～5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷滑動水口磚，其特征在于，所述的剛玉純度大于98％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷滑動水口磚，其特征在于，所述的金屬鋁材料的純度大于95％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷滑動水口磚，其特征在于，所述的碳的純度大于95％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷滑動水口磚，其特征在于，所述的防氧化劑包括B4C、Si或AlMg合金等中的任何一種或多種混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬陶瓷滑動水口磚。采用剛玉和金屬鋁材料作為主要原料、其余可加入少量碳類細粉，如石墨、炭黑等，以及少量抗氧化劑，如B
文檔編號B22D41/32GK1472023SQ0213630
公開日2004年2月4日 申請日期2002年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者金從進, 汪寧, 李澤亞, 邱文冬, 牟濟寧, 陳衛(wèi)榮 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司