一種雙層復合側封板及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種雙層復合側封板及其制備方法。其技術方案是：以45~70wt%的鋁硅/鋯質耐火原料顆粒、29~50wt%的鋁硅/鋯質耐火原料細粉和1~5wt%的SiO2微粉為原料Ⅰ，外加原料Ⅰ3.5~7wt%的結合劑，混練，得到半干泥料Ⅰ。再以45~70wt%的熔融石英顆粒、29~50wt%的熔融石英細粉和1~5wt%的SiO2微粉為原料Ⅱ，外加原料Ⅱ3.5~7wt%的結合劑，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，壓制為雙層復合側封板坯，烘干，1400~1500℃條件下保溫3~5小時，機械加工，制得雙層復合側封板。本發明耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好，所制備的雙層復合側封板與水冷結晶輥配合嚴密、不漏鋼和耐磨損，使用效果優于單層側封板。
【專利說明】
一種雙層復合側封板及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于側封板技術領域。具體涉及一種雙層復合側封板及其制備方法。
【背景技術】
[0002]雙輥薄帶坯連鑄技術是將液態金屬直接澆注到兩個反向旋轉的水冷結晶輥和側封板(耐火材料)構成的熔池內，通過水冷結晶輥的快速冷卻(冷卻速率在10-1000°C/s之間)和乳制作用獲得l_5mm厚的薄帶。與傳統的大板坯連鑄和薄板坯連鑄工藝相比，雙輥薄帶連鑄技術除了通過簡化工序能夠大幅度降低基建和設備投資、能源消耗和減少環境污染之外，其獨特的亞快速凝固過程能夠使所鑄材料在微觀結構上發生顯著變化，如晶粒得到細化、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，雙輥薄帶連鑄技術已成為當今世界新材料和近終成形研究的熱點，并取得了巨大的進展。近年來，我國有關單位也加大了該技術的研發力度，已經從實驗室研究進入中試和小規模試生產階段。
[0003]側封板是雙輥薄帶坯連鑄技術不可或缺的關鍵耐火構件，要求其耐高溫、抗熱震性能好，與水冷結晶輥配合嚴密、不漏鋼、耐磨損，抗高溫鋼液的侵蝕性好。但是，相對于冶金領域新發展的雙輥薄帶坯連鑄技術而言，耐火材料方面還沒有與之配套的側封板等關鍵耐火構件，研發雙輥薄帶坯連鑄技術所需的優質耐火側封板是冶金新技術發展的實際需求。
【發明內容】
[0004]本發明旨在滿足雙輥薄帶坯連鑄技術的使用要求，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合側封板的制備方法，所制備的雙層復合側封板與水冷結晶輥配合嚴密、不漏鋼和耐磨損，使用效果優于單層側封板。
[0005]為實現上述任務，本發明采用的技術方案是:
[0006]以45?7(^1:%的招娃/錯質耐火原料顆粒、29?5(^1:%的招娃/錯質耐火原料細粉和I?5wt5^^^Si02微粉為原料I，外加所述原料13.5?7?^%的結合劑，再將所述原料I和結合劑加入混料機中混練，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?^%的結合劑，再將所述原料Π和結合劑加入混料機中混練，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的厚度為模具內壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復合側封板坯，將所述雙層復合側封板坯在110?140°C條件下烘干，在1400?1500°C條件下保溫3?5小時，制成雙層復合側封板燒結坯。
[0009]最后將雙層復合側封板燒結坯進行機械加工，制得雙層復合側封板。
[0010]所述鋁硅/鋯質耐火原料為莫來石、鋯莫來石、鋯剛玉中的一種;所述鋁硅/鋯質耐火原料顆粒的粒度< 3_，所述招娃/錯質耐火原料細粉的粒度< 0.088mm。
[0011]所述熔融石英是以高純硅質原料經高溫熔煉后形成的無定形硅質玻璃相材料，熔融石英顆粒的粒度(3_，恪融石英細粉的粒度(0.088mm。
[0012]所述S12微粉的S12含量彡90wt%，比表面積彡20m2/g。
[0013]所述結合劑為硅溶膠、磷酸二氫鋁、木質素磺酸鈣水溶液、木質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進行的壓制成型。
[0015]由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果:
[0016]本發明采用的熔融石英具有耐高溫、熱膨脹系數小的優點，而莫來石、鋯莫來石、鋯剛玉具有更優良的耐高溫性能和抗鋼水侵蝕性能，在合理顆粒級配基礎上，還加入S12微粉，使所制備的雙層復合側封板不僅耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好，且與水冷結晶輥配合嚴密、不漏鋼和耐磨損，使用效果顯著優于單層側封板，明顯滿足了雙輥薄帶坯連鑄技術的使用要求。
[0017]因此，本發明具有耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好的特點，所制備的雙層復合側封板與水冷結晶輥配合嚴密、不漏鋼和耐磨損，使用效果顯著優于單層側封板，明顯滿足了雙輥薄帶坯連鑄技術的使用要求。
【具體實施方式】
[0018]下面結合【具體實施方式】，對本發明做進一步的描述，并非對保護范圍的限制。
[0019]本【具體實施方式】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，所述莫來石細粉、鋯莫來石細粉和鋯剛玉細粉的粒度均<0.088mm。
[0021]所述熔融石英是以高純硅質原料經高溫熔煉后形成的無定形硅質玻璃相材料，熔融石英顆粒的粒度(3_，恪融石英細粉的粒度(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進行的壓制成型。
[0024]實施例中不再贅述。
[0025]實施例1
[0026]—種雙層復合側封板及其制備方法。本實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的厚度為模具內壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復合側封板坯，將所述雙層復合側封板坯在110?140°C條件下烘干，在1400?1450°C條件下保溫4?5小時，制成雙層復合側封板燒結坯。
[0030]最后將雙層復合側封板燒結坯進行機械加工，制得雙層復合側封板。
[0031]實施例2
[0032]—種雙層復合側封板及其制備方法。本實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 %的木質素磺酸鈣水溶液，再將所述原料I和木質素磺酸鈣水溶液加入混料機中混練，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 %的木質素磺酸鈉水溶液，再將所述原料Π和木質素磺酸鈉水溶液加入混料機中混練，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的厚度為模具內壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復合側封板坯，將所述雙層復合側封板坯在110?140°C條件下烘干，在1450?1500°C條件下保溫3?4小時，制成雙層復合側封板燒結坯。
[0036]最后將雙層復合側封板燒結坯進行機械加工，制得雙層復合側封板。
[0037]實施例3
[0038]—種雙層復合側封板及其制備方法。本實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 %的木質素磺酸鈣水溶液，再將所述原料I和木質素磺酸鈣水溶液加入混料機中混練，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的厚度為模具內壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復合側封板坯，將所述雙層復合側封板坯在110?140°C條件下烘干，在1450?1500°C條件下保溫3?4小時，制成雙層復合側封板燒結坯。
[0042]最后將雙層復合側封板燒結坯進行機械加工，制得雙層復合側封板。
[0043]實施例4
[0044]—種雙層復合側封板及其制備方法。本實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 %的木質素磺酸鈣水溶液，再將所述原料Π和木質素磺酸鈣水溶液加入混料機中混練，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的厚度為模具內壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復合側封板坯，將所述雙層復合側封板坯在110?140°C條件下烘干，在1400?1450°C條件下保溫4?5小時，制成雙層復合側封板燒結坯。
[0048]最后將雙層復合側封板燒結坯進行機械加工，制得雙層復合側封板。
[0049]實施例5
[0050]—種雙層復合側封板及其制備方法。本實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 %的木質素磺酸鈉水溶液，再將所述原料I和木質素磺酸鈉水溶液加入混料機中混練，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 %的木質素磺酸鈣水溶液，再將所述原料Π和木質素磺酸鈣水溶液加入混料機中混練，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的厚度為模具內壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復合側封板坯，將所述雙層復合側封板坯在110?140°C條件下烘干，在1450?1500°C條件下保溫3?4小時，制成雙層復合側封板燒結坯。
[0054]最后將雙層復合側封板燒結坯進行機械加工，制得雙層復合側封板。
[0055]實施例6
[0056]—種雙層復合側封板及其制備方法。本實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 %的木質素磺酸鈣水溶液，再將所述原料Π和木質素磺酸鈣水溶液加入混料機中混練，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的厚度為模具內壁高度的25?30%，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內壁高度的65?75% ；然后壓制為雙層復合側封板坯，將所述雙層復合側封板坯在110?140°C條件下烘干，在1400?1450°C條件下保溫4?5小時，制成雙層復合側封板燒結坯。
[0060]最后將雙層復合側封板燒結坯進行機械加工，制得雙層復合側封板。
[0061 ]本【具體實施方式】與現有技術相比具有如下積極效果:
[0062]本【具體實施方式】采用的熔融石英具有耐高溫、熱膨脹系數小的優點，而莫來石、鋯莫來石、鋯剛玉具有更優良的耐高溫性能和抗鋼水侵蝕性能，在合理顆粒級配的基礎上，還加入S12微粉，使所制備的雙層復合側封板不僅耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好，且與水冷結晶輥配合嚴密、不漏鋼和耐磨損，滿足了雙輥薄帶坯連鑄技術的使用要求。
[0063]因此，本【具體實施方式】具有耐高溫、抗熱震性能好和抗高溫鋼液侵蝕性好的特點，所制備的雙層復合側封板與水冷結晶輥配合嚴密、不漏鋼和耐磨損，滿足了雙輥薄帶坯連鑄技術的使用要求。其性能和使用效果優于單層側封板。
【主權項】
1.一種雙層復合側封板的制備方法，其特征在于所述制備方法是: 以45?70wt%的招娃/錯質耐火原料顆粒、29?50wt%的招娃/錯質耐火原料細粉和I?5wt%的3;102微粉為原料I，外加所述原料13.5?7wt%的結合劑，再將所述原料I和結合劑加入混料機中混練，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%的結合劑，再將所述原料Π和結合劑加入混料機中混練，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的厚度為模具內壁高度的25?30 %，放入模具中的半干泥料Π的厚度為模具內壁高度的65?75% ;然后壓制為雙層復合側封板坯，將所述雙層復合側封板坯在110?140 °C條件下烘干，在1400?1500 °C條件下保溫3?5小時，制成雙層復合側封板燒結坯； 最后將雙層復合側封板燒結坯進行機械加工，制得雙層復合側封板。2.根據權利要求1所述的雙層復合側封板的制備方法，其特征在于所述鋁硅/鋯質耐火原料為莫來石、鋯莫來石、鋯剛玉中的一種;所述鋁硅/鋯質耐火原料顆粒的粒度<3mm，所述招娃/錯質原料耐火細粉的粒度<0.088_。3.根據權利要求1所述的雙層復合側封板的制備方法，其特征在于所述熔融石英是以高純娃質原料經高溫恪煉后形成的無定形娃質玻璃相材料，恪融石英顆粒的粒度<3_，恪融石英細粉的粒度<0.088mm。4.根據權利要求1所述的雙層復合側封板的制備方法，其特征在于所述S12微粉的S12含量多90wt%，比表面積多20m2/g。5.根據權利要求1所述的雙層復合側封板的制備方法，其特征在于所述結合劑為硅溶膠、磷酸二氫鋁、木質素磺酸鈣水溶液、木質素磺酸鈉水溶液中的一種。6.根據權利要求1所述的雙層復合側封板的制備方法，其特征在于所述壓制是采用耐火材料成型機進行的壓制成型。7.—種雙層復合側封板，其特征在于所述雙層復合側封板是根據權利要求1?6項中任一項所述雙層復合側封板的制備方法所制備的雙層復合側封板。
【文檔編號】C04B35/482GK105924187SQ201610263796
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】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