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1、(10)申请公布号 CN 103436760 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103436760 A *CN103436760A* (21)申请号 201310365156.5 (22)申请日 2013.08.21 C22C 29/12(2006.01) (71)申请人 卫辉熔金高温材料有限责任公司 地址 453100 河南省新乡市卫辉市工农路 76 号 (72)发明人 徐跃庆 李勇 李宏宇 宋桂兰 梁保青 张莹 徐光雷 (74)专利代理机构 郑州市华翔专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 41122 代理人 张爱军 (54) 发明名称 添加氧化铬的滑板耐火材料及其生产方法 (。
2、57) 摘要 本发明涉及一种添加氧化铬的滑板耐火材料 及其生产方法。原料组成 ： 79-85% 的刚玉、 3-15% 的氧化铬、 6-12% 的金属铝粉， 外加 34% 的酚醛 树脂。生产时将原料混合均匀， 经混炼得到泥 料， 然后压制成毛坯， 将毛坯在 20010下干燥 810h， 然后装入窑炉， 将毛坯加热由室温逐渐升 温至 13001350， 在此温度下保温 1012h 氮化 烧成， 经自然冷却出窑。 本发明产品实现了金属塑 相与耐火材料的复合， 具有耐压强度高， 抗冲刷、 抗氧化及抗热震性好等优点， 氧化铬的加入增强 了产品的抗侵蚀性能 ； 本发明产品能有效避免钢 水的增碳污染， 滑板。
3、使用寿命延长， 能满足钢铁工 业的高效连铸以及生产高性能、 高附加值洁净钢 等方面的要求， 适宜于推广应用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103436760 A CN 103436760 A *CN103436760A* 1/1 页 2 1. 一种添加氧化铬的滑板耐火材料， 其特征在于 ： 按重量百分比计， 原料组成为 ： 79-85%的刚玉、 3-15%的氧化铬、 6-12%的金属铝粉， 上述原料总重为100%， 外加上述原。
4、料总 重 34% 的酚醛树脂结合剂。 2. 根据权利要求 1 所述的滑板耐火材料， 其特征在于 ： 所述刚玉为板状刚玉和电熔白 刚玉中的一种或两种。 3. 根据权利要求 1 所述的滑板耐火材料， 其特征在于 ： 所述刚玉中板状刚玉占原料总 重的 55-65%、 电熔白刚玉占原料总重的 14-30%。 4. 根据权利要求 3 所述的滑板耐火材料， 其特征在于 ： 所述板状刚玉包括 1mm 粒径 3mm 和粒径 1mm 的颗粒料两种， 二者的重量比为 3 ： 1-2 ； 所述电熔白刚玉包括 0.044mm 粒径 3mm 的颗粒料和粒径 0.044 mm 的粉料两种， 二者的重量比为 3 ： 1-2。
5、。 5. 根据权利要求 1 所述的滑板耐火材料， 其特征在于 ： 所述氧化铬为粒径 0.044 mm 的粉料， 金属铝粉为粒径 0.03mm 的粉料。 6. 一种权利要求 1-5 任一项所述的滑板耐火材料的生产方法， 其特征在于 ： 按配 比称取各原料， 混合均匀， 经混炼得到泥料， 然后压制成毛坯， 将毛坯在 20010下干 燥 810h， 然后装入窑炉， 将毛坯加热由室温逐渐升温至 13001350， 在此温度下保温 1012h 氮化烧成， 最后经自然冷却至 250以下出窑。 7.根据权利要求6所述的生产方法， 其特征在于 ： 所述升温时的升温曲线如下 ： 由室温 经1h逐渐升温至100，。
6、 经4h由100逐渐升温至300， 经5h由300逐渐升温至800， 经 8h 由 800逐渐升温至 1200， 再经 5h 由 1200逐渐升温至 1300-1350， 并在此温度 下保温 10-14h。 权 利 要 求 书 CN 103436760 A 2 1/3 页 3 添加氧化铬的滑板耐火材料及其生产方法 技术领域 0001 本发明涉及一种炼钢用滑板耐火材料， 特别是涉及一种添加氧化铬的滑板耐火材 料及其生产方法。 背景技术 0002 近年来我国钢铁工业发展飞速， 至 2010 年底钢铁产量已达到 6.25 亿吨。事实上 我国早已成为世界上第一产钢大国， 但远非钢铁工业强国， 许多关系。
7、国计民生的优质钢材 国内钢铁企业还不能生产， 因此出现了普通钢材产能过剩， 大量优质钢材需要进口的现象。 为改变我国钢铁行业以数量增长为主的发展模式， 必须优先发展洁净钢， 逐步压缩和淘汰 落后产品和产能， 使钢铁企业的质量、 品种和效益上一个新台阶。 0003 洁净钢是优质钢中的重要品种， 近几年获得了飞速发展。生产洁净钢所用耐火材 料向着低碳无碳方向发展。关于洁净钢目前国内外尚无统一定义， 但一般认为洁净钢是 指对钢中非金属夹杂物 ( 主要是氧化物、 硫化物 ) 进行严格控制的钢种， 要求钢中的总氧 含量低、 非金属夹杂物少、 脆性夹杂物少等。我国钢铁工业连铸滑板普遍使用 Al2O3-C 。
8、和 Al2O3-ZrO2-C 材料， 其 C 含量一般为 8-12%， 在浇铸洁净钢时会存在钢水增碳问题， 使用低 碳、 超低碳或无碳滑板材料是较好选择。 0004 随着低碳钢、 超低碳钢需求的快速发展， 各种优质钢种需求的不断增加， 要求在冶 炼低碳优质钢种的工艺过程中， 尽量减少含碳滑板的使用对钢水降碳带来的不利影响。在 减少滑板中碳含量的同时， 仍需要保持其较好的抗热震性和较高的高温强度。 因此， 为了满 足钢铁冶金工艺的要求， 低碳、 无碳功能滑板的开发与研究已迫在眉睫。 发明内容 0005 本发明要解决的技术问题在于 ： 克服现有技术的缺陷， 提出一种添加氧化铬的无 碳滑板耐火材料及。
9、其生产方法， 该产品具有耐压强度高， 抗氧化性、 抗冲刷性和抗热震性好 等优点。 0006 本发明的技术方案 ： 一种添加氧化铬的滑板耐火材料， 按重量百分比计， 原料组成为 ： 79-85% 的刚玉、 3-15% 的氧化铬、 6-12% 的金属铝粉， 上述原料总重为 100%， 外加上述原料总重 34% 的酚醛 树脂结合剂。 0007 所述刚玉为板状刚玉和电熔白刚玉中的一种或两种。 0008 所述刚玉中板状刚玉占原料总重的 55-65%、 电熔白刚玉占原料总重的 14-30%。 0009 所述板状刚玉包括 1mm 粒径 3mm 和粒径 1mm 的颗粒料两种， 二者的重量比 为 3 ： 1-2。
10、 ； 所述电熔白刚玉包括 0.044mm 粒径 3mm 的颗粒料和粒径 0.044 mm 的粉料 两种， 二者的重量比为 3 ： 1-2。 0010 所述氧化铬为粒径 0.044 mm 的粉料， 金属铝粉为粒径 0.03mm 的粉料。 0011 滑板耐火材料的生产方法为 ： 按配比称取各原料， 混合均匀， 经混炼得到泥料， 然 说 明 书 CN 103436760 A 3 2/3 页 4 后压制成毛坯， 将毛坯在 20010下干燥 810h， 然后装入窑炉， 将毛坯加热由室温逐渐 升温至 13001350， 在此温度下保温 1012h 氮化烧成， 最后经自然冷却至 250以下出 窑。 0012。
11、 所述升温时的升温曲线如下 ： 由室温经 1h 逐渐升温至 100， 经 4h 由 100逐渐 升温至 300， 经 5h 由 300逐渐升温至 800， 经 8h 由 800逐渐升温至 1200， 再经 5h 由 1200逐渐升温至 1300-1350， 并在此温度下保温 10-14h。 0013 本发明的积极有益效果 ： 1、 本发明产品为 Al-Cr2O3-Al2O3的无碳滑板耐火材料， 该耐火材料实现了金属塑相与 耐火材料的复合， 具有耐压强度高， 抗冲刷、 抗氧化及抗热震性好等优点， 尤其是其高温性 能均高于目前常见类型的滑板如铝碳质、 铝锆碳质、 镁碳质、 镁尖晶石质、 氧化锆质等。
12、材料。 具体性能见表 1。 0014 2、 本发明在生产过程中引入一定量的氧化铬 （Cr2O3） ， 氧化铬是一种高熔点 （2435） 的氧化物， 难以被渣液润湿， 该材料能有效抑制渣液向开口气孔中浸透 ； 若氧化铬 熔解到渣液中， 渣的粘性就会增加， 渣液与耐火材料接触， 粘性高的渣则变成耐火材料的保 护层， 故氧化铬的加入可增强产品的抗侵蚀性能 ； 另外， 铬元素进入钢中可改变钢的特性， 提高钢的韧性、 耐磨性和防腐性。 0015 3、 本发明在成型过程中经压制成毛坯， 然后将毛坯中温处理， 此过程中金属铝粉 产生塑性变形， 填充了试样内部的一些气孔， 使得机体密实， 显气孔率降低。高温下。
13、金属铝 的存在可以提高制品的抗热震性， 同时金属铝与周围介质原位反应生成了新相， 有助于制 品强度的提高。 0016 4、 本发明在高温下氮化烧成时， 不同氧化铬含量的试样经氮化烧成后均生成了 新相 Al8Cr5、 AlN 和少量的 (Al2OC)1-x(AlN) x， 而没有金属铝的存在， 新相 Al8Cr5、 AlN 和 (Al2OC)1-x(AlN) x均为高温增强相， 可填充刚玉颗粒之间的空隙， 并作为刚玉颗粒之间的媒 介结合物， 因而提高了材料的致密性、 常温强度和高温强度 ； 同时新相 Al8Cr5的存在可以在 滑板作业时起到塑性相的作用， 因而制品具有优良的抗热振性。氮化烧成工艺。
14、使产品同时 具有金属塑性相复合材料的性能和非氧化物 - 氧化物复合材料的性能 （参见图 1） 。 0017 5、 本发明严格控制工艺过程， 特别是严格控制烧成时的升温速度， 在有利于提高 滑板强度的同时， 其抗热震性、 抗侵蚀性和耐冲刷性能也得到提高， 能有效避免钢水的增碳 污染， 延长滑板的使用寿命。 0018 6、 本发明原料中的氧化铬可以用废铬刚玉砖或铬渣替代， 能节省原料成本， 实现 了废物的二次利用， 达到了减少环境污染和节约资源的目的。 0019 7、 本发明的滑板产品质量稳定， 能满足钢铁工业的高效连铸以及生产高性能、 高 附加值洁净钢等方面的要求， 经多家钢铁企业使用表明效果良。
15、好， 市场潜力较大， 适宜于推 广应用。 附图说明 0020 图 1 ： 本发明氮化烧成工艺中试样的 XRD 图。 具体实施方式 说 明 书 CN 103436760 A 4 3/3 页 5 0021 以下实施例仅为了进一步说明本发明， 并不表示对本发明的任何限制。文中如没 有特别说明， 其中的百分含量均为重量百分含量。 0022 实施例 1 ： 一种添加氧化铬的滑板耐火材料， 按重量百分比计的原料组成为 ： 82% 的刚玉、 9% 的氧化铬、 9% 的金属铝粉， 外加上述原料总重 3.5% 的酚醛树脂。所述刚玉中板 状刚玉占原料总重的 60%、 电熔白刚玉占原料总重的 22%。 0023 其。
16、中板状刚玉包括 1mm 粒径 3mm 和粒径 1mm 的颗粒料两种， 二者的重量比 为3 ： 1-2 ； 电熔白刚玉包括0.044mm粒径3mm的颗粒料和粒径0.044 mm的粉料两种， 二者的重量比为 3 ： 1-2。 0024 氧化铬为粒径 0.044 mm 的粉料， 金属铝粉为粒径 0.03mm 的粉料。 0025 生产方法 ： 按配比称取各原料， 混合均匀， 经混炼得到泥料， 然后压制成毛坯， 将毛 坯在 20010下干燥 810h， 然后装入窑炉， 逐渐升温至 13001350， 在此温度下保温 1012h 氮化烧成， 最后经自然冷却至 250以下出窑。 0026 混合配料时分两步进。
17、行， 先将粉料投入混练机中混和均匀， 得到混合料 ； 然后将颗 粒料倒入湿碾机中， 搅拌均匀， 向其中先加入 2/3 的酚醛树脂， 混碾均匀， 再加入上述混合 料和余下的酚醛树脂， 进一步混合均匀， 得到泥料。 0027 升温曲线如下 ： 将毛坯由室温经 1h 逐渐升温至 100， 经 4h 由 100逐渐升温 至 300， 经 5h 由 300逐渐升温至 800， 经 8h 由 800逐渐升温至 1200， 再经 5h 由 1200逐渐升温至 1300-1350， 并在此温度下保温 12-14h。 0028 实施例 2 ： 同实施例 1 基本相同， 不同之处在于 ： 添加氧化铬的滑板耐火材料。
18、的原料组成 ： 85% 的刚玉、 3% 的氧化铬、 12% 的金属铝粉， 外 加上述原料总重 3% 的酚醛树脂 ； 刚玉中板状刚玉为 55%、 电熔白刚玉为 30%。 0029 装入窑炉后的烧成温度为 13301350， 在此温度下保温 1012h 氮化烧成。 0030 实施例 3 ： 同实施例 1 基本相同， 不同之处在于 ： 添加氧化铬的滑板耐火材料的原料组成 ： 79% 的刚玉、 15% 的氧化铬、 6% 金属铝粉， 外加 上述原料总重 4% 的酚醛树脂 ； 刚玉中板状刚玉为 65%、 电熔白刚玉为 14%。 0031 装入窑炉后的烧成温度为 13001320， 在此温度下保温 1012h 氮化烧成。 0032 表 1 各实施例中的滑板耐火材料的性能指标 说 明 书 CN 103436760 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103436760 A 6 。