一種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法。其技術(shù)方案是：以45~70wt%的鋁硅/鋯質(zhì)耐火原料顆粒、29~50wt%的鋁硅/鋯質(zhì)耐火原料細(xì)粉和1~5wt%的SiO2微粉為原料Ⅰ，外加原料Ⅰ3.5~7wt%的結(jié)合劑，混練，得到半干泥料Ⅰ。再以45~70wt%的熔融石英顆粒、29~50wt%的熔融石英細(xì)粉和1~5wt%的SiO2微粉為原料Ⅱ，外加原料Ⅱ3.5~7wt%的結(jié)合劑，混練，得到半干泥料Ⅱ。將半干泥料Ⅰ和半干泥料Ⅱ先后置于模具中，壓制為雙層復(fù)合側(cè)封板坯，烘干，1400~1500℃條件下保溫3~5小時(shí)，機(jī)械加工，制得雙層復(fù)合側(cè)封板。本發(fā)明耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好，所制備的雙層復(fù)合側(cè)封板與水冷結(jié)晶輥配合嚴(yán)密、不漏鋼和耐磨損，使用效果優(yōu)于單層側(cè)封板。
【專利說明】
一種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于側(cè)封板技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙輥薄帶坯連鑄技術(shù)是將液態(tài)金屬直接澆注到兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的水冷結(jié)晶輥和側(cè)封板(耐火材料)構(gòu)成的熔池內(nèi)，通過水冷結(jié)晶輥的快速冷卻(冷卻速率在10-1000°C/s之間)和乳制作用獲得l_5mm厚的薄帶。與傳統(tǒng)的大板坯連鑄和薄板坯連鑄工藝相比，雙輥薄帶連鑄技術(shù)除了通過簡化工序能夠大幅度降低基建和設(shè)備投資、能源消耗和減少環(huán)境污染之外，其獨(dú)特的亞快速凝固過程能夠使所鑄材料在微觀結(jié)構(gòu)上發(fā)生顯著變化，如晶粒得到細(xì)化、減少成分偏析、抑制第二相的析出等，可大大改善金屬材料的性能。因此，雙輥薄帶連鑄技術(shù)已成為當(dāng)今世界新材料和近終成形研究的熱點(diǎn)，并取得了巨大的進(jìn)展。近年來，我國有關(guān)單位也加大了該技術(shù)的研發(fā)力度，已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室研究進(jìn)入中試和小規(guī)模試生產(chǎn)階段。
[0003]側(cè)封板是雙輥薄帶坯連鑄技術(shù)不可或缺的關(guān)鍵耐火構(gòu)件，要求其耐高溫、抗熱震性能好，與水冷結(jié)晶輥配合嚴(yán)密、不漏鋼、耐磨損，抗高溫鋼液的侵蝕性好。但是，相對(duì)于冶金領(lǐng)域新發(fā)展的雙輥薄帶坯連鑄技術(shù)而言，耐火材料方面還沒有與之配套的側(cè)封板等關(guān)鍵耐火構(gòu)件，研發(fā)雙輥薄帶坯連鑄技術(shù)所需的優(yōu)質(zhì)耐火側(cè)封板是冶金新技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在滿足雙輥薄帶坯連鑄技術(shù)的使用要求，目的是提供一種耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好的雙層復(fù)合側(cè)封板的制備方法，所制備的雙層復(fù)合側(cè)封板與水冷結(jié)晶輥配合嚴(yán)密、不漏鋼和耐磨損，使用效果優(yōu)于單層側(cè)封板。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]以45?7(^1:%的招娃/錯(cuò)質(zhì)耐火原料顆粒、29?5(^1:%的招娃/錯(cuò)質(zhì)耐火原料細(xì)粉和I?5wt5^^^Si02微粉為原料I，外加所述原料13.5?7?^%的結(jié)合劑，再將所述原料I和結(jié)合劑加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料I。
[0007]以45?70wt%的熔融石英顆粒、29?50wt%的熔融石英細(xì)粉和I?5￥七％的3丨02微粉為原料Π，外加所述原料Π 3.5?7?^%的結(jié)合劑，再將所述原料Π和結(jié)合劑加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料Π。
[0008]將所述半干泥料I放入模具的底部，再將所述半干泥料Π放在半干泥料I上，放入模具底部的半干泥料I的厚度為模具內(nèi)壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內(nèi)壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復(fù)合側(cè)封板坯，將所述雙層復(fù)合側(cè)封板坯在110?140°C條件下烘干，在1400?1500°C條件下保溫3?5小時(shí)，制成雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯。
[0009]最后將雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯進(jìn)行機(jī)械加工，制得雙層復(fù)合側(cè)封板。
[0010]所述鋁硅/鋯質(zhì)耐火原料為莫來石、鋯莫來石、鋯剛玉中的一種;所述鋁硅/鋯質(zhì)耐火原料顆粒的粒度< 3_，所述招娃/錯(cuò)質(zhì)耐火原料細(xì)粉的粒度< 0.088mm。
[0011]所述熔融石英是以高純硅質(zhì)原料經(jīng)高溫熔煉后形成的無定形硅質(zhì)玻璃相材料，熔融石英顆粒的粒度(3_，恪融石英細(xì)粉的粒度(0.088mm。
[0012]所述S12微粉的S12含量彡90wt%，比表面積彡20m2/g。
[0013]所述結(jié)合劑為硅溶膠、磷酸二氫鋁、木質(zhì)素磺酸鈣水溶液、木質(zhì)素磺酸鈉水溶液中的一種。
[0014]所述壓制是采用耐火材料成型機(jī)進(jìn)行的壓制成型。
[0015]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
[0016]本發(fā)明采用的熔融石英具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)，而莫來石、鋯莫來石、鋯剛玉具有更優(yōu)良的耐高溫性能和抗鋼水侵蝕性能，在合理顆粒級(jí)配基礎(chǔ)上，還加入S12微粉，使所制備的雙層復(fù)合側(cè)封板不僅耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好，且與水冷結(jié)晶輥配合嚴(yán)密、不漏鋼和耐磨損，使用效果顯著優(yōu)于單層側(cè)封板，明顯滿足了雙輥薄帶坯連鑄技術(shù)的使用要求。
[0017]因此，本發(fā)明具有耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好的特點(diǎn)，所制備的雙層復(fù)合側(cè)封板與水冷結(jié)晶輥配合嚴(yán)密、不漏鋼和耐磨損，使用效果顯著優(yōu)于單層側(cè)封板，明顯滿足了雙輥薄帶坯連鑄技術(shù)的使用要求。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)保護(hù)范圍的限制。
[0019]本【具體實(shí)施方式】中:
[0020]所述莫來石顆粒、鋯莫來石顆粒和鋯剛玉顆粒的粒度均<3mm，所述莫來石細(xì)粉、鋯莫來石細(xì)粉和鋯剛玉細(xì)粉的粒度均<0.088mm。
[0021]所述熔融石英是以高純硅質(zhì)原料經(jīng)高溫熔煉后形成的無定形硅質(zhì)玻璃相材料，熔融石英顆粒的粒度(3_，恪融石英細(xì)粉的粒度(0.088mm。
[0022]所述S12微粉的S12含量彡90wt%，比表面積彡20m2/g。
[0023]所述壓制是采用耐火材料成型機(jī)進(jìn)行的壓制成型。
[0024]實(shí)施例中不再贅述。
[0025]實(shí)施例1
[0026]—種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
[0027]以45?55的％的莫來石顆粒、40?50的％的莫來石細(xì)粉和3?5的％的3丨02微粉為原料I，外加所述原料14.5?6.0wt %的娃溶膠，再將所述原料I和娃溶膠加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料I。
[0028]以55?65wt%的熔融石英顆粒、30?40wt%的熔融石英細(xì)粉和3?5￥七％的3丨02微粉為原料π，外加所述原料Π 5.5?7.0wt %的磷酸二氫鋁，再將所述原料Π和磷酸二氫鋁加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料Π。
[0029]將所述半干泥料I放入模具的底部，再將所述半干泥料Π放在半干泥料I上，放入模具底部的半干泥料I的厚度為模具內(nèi)壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內(nèi)壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復(fù)合側(cè)封板坯，將所述雙層復(fù)合側(cè)封板坯在110?140°C條件下烘干，在1400?1450°C條件下保溫4?5小時(shí)，制成雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯。
[0030]最后將雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯進(jìn)行機(jī)械加工，制得雙層復(fù)合側(cè)封板。
[0031]實(shí)施例2
[0032]—種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
[0033]以64?70的％的鋯莫來石顆粒、29?35的％的鋯莫來石細(xì)粉和I?3的％的3丨02微粉為原料I，外加所述原料13.5?5.0wt %的木質(zhì)素磺酸鈣水溶液，再將所述原料I和木質(zhì)素磺酸鈣水溶液加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料I。
[0034]以50?60wt%的熔融石英顆粒、35?45wt%的熔融石英細(xì)粉和3?5￥七％的3丨02微粉為原料π，外加所述原料Π 4.0?5.0wt %的木質(zhì)素磺酸鈉水溶液，再將所述原料Π和木質(zhì)素磺酸鈉水溶液加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料Π。
[0035]將所述半干泥料I放入模具的底部，再將所述半干泥料Π放在半干泥料I上，放入模具底部的半干泥料I的厚度為模具內(nèi)壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內(nèi)壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復(fù)合側(cè)封板坯，將所述雙層復(fù)合側(cè)封板坯在110?140°C條件下烘干，在1450?1500°C條件下保溫3?4小時(shí)，制成雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯。
[0036]最后將雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯進(jìn)行機(jī)械加工，制得雙層復(fù)合側(cè)封板。
[0037]實(shí)施例3
[0038]—種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
[0039]以63?68界七％的鋯剛玉顆粒、29?35界七％的鋯剛玉細(xì)粉和2?4￥七％的3丨02微粉為原料I，外加所述原料14.0?5.0wt %的木質(zhì)素磺酸鈣水溶液，再將所述原料I和木質(zhì)素磺酸鈣水溶液加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料I。
[0040]以45?55wt%的熔融石英顆粒、40?50wt%的熔融石英細(xì)粉和3?5￥七％的3丨02微粉為原料π，外加所述原料Π 4.5?6.0wt %的硅溶膠，再將所述原料Π和硅溶膠加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料Π。
[0041]將所述半干泥料I放入模具的底部，再將所述半干泥料Π放在半干泥料I上，放入模具底部的半干泥料I的厚度為模具內(nèi)壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內(nèi)壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復(fù)合側(cè)封板坯，將所述雙層復(fù)合側(cè)封板坯在110?140°C條件下烘干，在1450?1500°C條件下保溫3?4小時(shí)，制成雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯。
[0042]最后將雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯進(jìn)行機(jī)械加工，制得雙層復(fù)合側(cè)封板。
[0043]實(shí)施例4
[0044]—種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
[0045]以55?65的％的莫來石顆粒、30?40的％的莫來石細(xì)粉和3?5的％的3丨02微粉為原料I，外加所述原料15.5?7.0wt %的磷酸二氫鋁，再將所述原料I和磷酸二氫鋁加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料I。
[0046]以64?70wt%的恪融石英顆粒、29?35wt%的恪融石英細(xì)粉和I?3wt%的3;102微粉為原料Π，外加所述原料Π 3.5?5.0wt %的木質(zhì)素磺酸鈣水溶液，再將所述原料Π和木質(zhì)素磺酸鈣水溶液加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料Π。
[0047]將所述半干泥料I放入模具的底部，再將所述半干泥料Π放在半干泥料I上，放入模具底部的半干泥料I的厚度為模具內(nèi)壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內(nèi)壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復(fù)合側(cè)封板坯，將所述雙層復(fù)合側(cè)封板坯在110?140°C條件下烘干，在1400?1450°C條件下保溫4?5小時(shí)，制成雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯。
[0048]最后將雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯進(jìn)行機(jī)械加工，制得雙層復(fù)合側(cè)封板。
[0049]實(shí)施例5
[0050]—種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
[0051 ] 以50?60wt%的鋯莫來石顆粒、35?45的％的鋯莫來石細(xì)粉和3?5的％的3丨02微粉為原料I，外加所述原料14.0?5.0wt %的木質(zhì)素磺酸鈉水溶液，再將所述原料I和木質(zhì)素磺酸鈉水溶液加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料I。
[0052]以63?68wt%的熔融石英顆粒、29?35wt%的熔融石英細(xì)粉和2?4的％的3丨02微粉為原料Π，外加所述原料Π 4.0?5.0wt %的木質(zhì)素磺酸鈣水溶液，再將所述原料Π和木質(zhì)素磺酸鈣水溶液加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料Π。
[0053]將所述半干泥料I放入模具的底部，再將所述半干泥料Π放在半干泥料I上，放入模具底部的半干泥料I的厚度為模具內(nèi)壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內(nèi)壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復(fù)合側(cè)封板坯，將所述雙層復(fù)合側(cè)封板坯在110?140°C條件下烘干，在1450?1500°C條件下保溫3?4小時(shí)，制成雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯。
[0054]最后將雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯進(jìn)行機(jī)械加工，制得雙層復(fù)合側(cè)封板。
[0055]實(shí)施例6
[0056]—種雙層復(fù)合側(cè)封板及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法是:
[0057]以45?55?七％的鋯剛玉顆粒、40?5(^七％的鋯剛玉細(xì)粉和3?5￥七％的3丨02微粉為原料I，外加所述原料14.5?6.0wt %的娃溶膠，再將所述原料I和娃溶膠加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料I。
[0058]以64?70wt%的熔融石英顆粒、29?35wt%的熔融石英細(xì)粉和I?3的％的3丨02微粉為原料π，外加所述原料Π 3.5?5.0wt %的木質(zhì)素磺酸鈣水溶液，再將所述原料Π和木質(zhì)素磺酸鈣水溶液加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料Π。
[0059]將所述半干泥料I放入模具的底部，再將所述半干泥料Π放在半干泥料I上，放入模具底部的半干泥料I的厚度為模具內(nèi)壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內(nèi)壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復(fù)合側(cè)封板坯，將所述雙層復(fù)合側(cè)封板坯在110?140°C條件下烘干，在1400?1450°C條件下保溫4?5小時(shí)，制成雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯。
[0060]最后將雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯進(jìn)行機(jī)械加工，制得雙層復(fù)合側(cè)封板。
[0061 ]本【具體實(shí)施方式】與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
[0062]本【具體實(shí)施方式】采用的熔融石英具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)，而莫來石、鋯莫來石、鋯剛玉具有更優(yōu)良的耐高溫性能和抗鋼水侵蝕性能，在合理顆粒級(jí)配的基礎(chǔ)上，還加入S12微粉，使所制備的雙層復(fù)合側(cè)封板不僅耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好，且與水冷結(jié)晶輥配合嚴(yán)密、不漏鋼和耐磨損，滿足了雙輥薄帶坯連鑄技術(shù)的使用要求。
[0063]因此，本【具體實(shí)施方式】具有耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好的特點(diǎn)，所制備的雙層復(fù)合側(cè)封板與水冷結(jié)晶輥配合嚴(yán)密、不漏鋼和耐磨損，滿足了雙輥薄帶坯連鑄技術(shù)的使用要求。其性能和使用效果優(yōu)于單層側(cè)封板。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙層復(fù)合側(cè)封板的制備方法，其特征在于所述制備方法是: 以45?70wt%的招娃/錯(cuò)質(zhì)耐火原料顆粒、29?50wt%的招娃/錯(cuò)質(zhì)耐火原料細(xì)粉和I?5wt%的3;102微粉為原料I，外加所述原料13.5?7wt%的結(jié)合劑，再將所述原料I和結(jié)合劑加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料I; 以45?70界1:%的恪融石英顆粒、29?50界1:%的恪融石英細(xì)粉和I?5界1:%的3;[02微粉為原料Π，外加所述原料Π 3.5?7wt%的結(jié)合劑，再將所述原料Π和結(jié)合劑加入混料機(jī)中混練，得到半干泥料Π ; 將所述半干泥料I放入模具的底部，再將所述半干泥料Π放在半干泥料I上，放入模具底部的半干泥料I的厚度為模具內(nèi)壁高度的25?30 %，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內(nèi)壁高度的65?75% ;然后壓制為雙層復(fù)合側(cè)封板坯，將所述雙層復(fù)合側(cè)封板坯在110?140 °C條件下烘干，在1400?1500 °C條件下保溫3?5小時(shí)，制成雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯； 最后將雙層復(fù)合側(cè)封板燒結(jié)坯進(jìn)行機(jī)械加工，制得雙層復(fù)合側(cè)封板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合側(cè)封板的制備方法，其特征在于所述鋁硅/鋯質(zhì)耐火原料為莫來石、鋯莫來石、鋯剛玉中的一種;所述鋁硅/鋯質(zhì)耐火原料顆粒的粒度<3mm，所述招娃/錯(cuò)質(zhì)原料耐火細(xì)粉的粒度<0.088_。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合側(cè)封板的制備方法，其特征在于所述熔融石英是以高純娃質(zhì)原料經(jīng)高溫恪煉后形成的無定形娃質(zhì)玻璃相材料，恪融石英顆粒的粒度<3_，恪融石英細(xì)粉的粒度<0.088mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合側(cè)封板的制備方法，其特征在于所述S12微粉的S12含量多90wt%，比表面積多20m2/g。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合側(cè)封板的制備方法，其特征在于所述結(jié)合劑為硅溶膠、磷酸二氫鋁、木質(zhì)素磺酸鈣水溶液、木質(zhì)素磺酸鈉水溶液中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合側(cè)封板的制備方法，其特征在于所述壓制是采用耐火材料成型機(jī)進(jìn)行的壓制成型。7.—種雙層復(fù)合側(cè)封板，其特征在于所述雙層復(fù)合側(cè)封板是根據(jù)權(quán)利要求1?6項(xiàng)中任一項(xiàng)所述雙層復(fù)合側(cè)封板的制備方法所制備的雙層復(fù)合側(cè)封板。
【文檔編號(hào)】C04B35/482GK105924187SQ201610263796
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】祝洪喜, 彭瑋珂, 鄧承繼, 余超, 員文杰, 丁軍, 朱清友
【申請人】武漢科技大學(xué)