[发明专利]六方氮化硼基滑板润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种滑动水口用滑板润滑剂，特别是涉及一种可改善滑板表面润滑及高温抗氧化性能的水基润滑剂，属于润滑剂领域。

背景技术

滑动水口是一套安装于钢包（或中间包）底部用以控制钢液流动的装置，包括上下水口砖和上下滑板，目前国内外采用滑动水口取代了原传统的袖砖、塞头砖、水口砖的组合控流系统，使浇钢过程的操作变得简单、安全、可靠、控流准确、钢包周转加快，降低耐火材料了耐火材料的消耗。

在滑动水口系统中，滑板是其最关键的部件，这是由其特殊的使用条件所决定的。具体有：（1）需长时间与高温钢水接触；（2）在满足不同浇铸工艺要求的条件下，需反复经受钢水的化学侵蚀和物理侵蚀；（3）需承受高温钢水剧烈的热冲击与开闭时滑板间的机械磨损等。滑板作为滑动水口中钢水流量控制的滑动部件，在多浇次使用后，由于接触面的频繁摩擦将不可避免地带来滑板表面拉伤、起毛和舌形区粘附钢水等现象，从而增大了滑板滑动的摩擦，破损了滑板表面致密层的完整性，降低了滑板滑动的灵活程度及其抗侵蚀能力。同时，滑板接触面摩擦的增大将影响其滑动的灵活程度和钢水流量控制的准确性。滑板润滑剂就是在这种对滑板的要求不断提高的背景下，率先由日本的学者研制和开发出来，应用到滑板高温润滑方面的新产品。滑板润滑剂不仅可以降低滑板之间的摩擦系数，还会对滑板，尤其是对铝碳质的滑板起到氧化防护的作用，从而增加滑板的使用寿命。

目前，石墨粉体为国内使用的滑板润滑剂的主要原料，尽管石墨具有极高的熔点（>3000℃）以及优良的润滑性能，但其最大的缺点是抗高温氧化性能差，在空气中当温度超过400℃即发生明显的氧化而导致滑板表面石墨润滑涂层的急剧消耗。随着我国钢铁冶金行业对于滑板，尤其是大尺寸规格的滑板性能要求不断的提高，增加滑板连滑次数已经成为提升企业经济效益的重要手段，因此以石墨为主的滑板润滑剂与滑板使用寿命的匹配性已经渐渐满足不了生产需求，寻找在高温下能够保证大尺寸规格滑板连滑次数的润滑剂材料成为当务之急。

六方氮化硼为是由氮原子和硼原子构成的晶体，其结构具有类似的石墨层状结构,呈现松散、润滑、易吸潮、质轻等性状的白色粉末，所以又称“白色石墨”。理论密度为2.27g/ cm³，莫式硬度为2。六方氮化硼是具有良好的电绝缘性、导热性、化学稳定性，无明显熔点，在中性还原气氛中，耐热到2000℃，在氮和氩气中使用温度可达到2800℃，在氧气气氛中使用温度可达1000℃。在高温时也具有良好的润滑性，是一种优良的高温固体润滑剂，化学性质稳定，对几乎所有熔融金属都具化学惰性。基于六方氮化硼优良的抗钢水粘着、侵蚀以及高温润滑的特性，有望成为替代石墨的新型高温滑板润滑剂材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种六方氮化硼基滑板润滑剂，增加滑板滑动时的润滑性以及抗高温氧化性能，提高滑板的使用性能和寿命。

为达到上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种六方氮化硼基滑板润滑剂，其组份比例按照重量份数计，包括以下组份：六方氮化硼粉20～50份、炭黑1～4份、膨润土0.5～2份、α-高温氧化铝粉2～5份、硅溶胶3～9份、白乳胶1～3份、羧甲基纤维素钠1～5份、吐温0.1～0.5、乙二醇0.5～1.5、防腐剂0.1～0.5，余量为水。

进一步地，所述的六方氮化硼粉，粒度为0.5～3.0μm，氮化硼含量≥97%，是作为滑板润滑剂润滑和保护的主要成分，具有优良的抗高温氧化性、自润滑特性及对钢水和熔渣的不润湿性，可以有效降低滑板间的摩擦系数，防止熔融钢水及熔渣向滑板面的渗透。

进一步地，所述的炭黑，优选乙炔炭黑，由于其具有纳米级的粒径，可以对滑板润滑剂涂层具有优良的填充作用，可填充在六方氮化硼的微孔中，使滑板润滑剂对滑板的保护更加致密。

进一步地，所述的膨润土，优选钠基膨润土，平均粒度为325目，在水中具有优良的溶胀性能，是剂中的悬浮稳定剂。钠基膨润土在水中可以形成立体网状结构，能够将六方氮化硼颗粒长期稳定地悬浮在剂中。

进一步地，所述的α-高温氧化铝粉是经空气中1400℃以上煅烧的，表面不含硼酸的氧化铝粉，平均粒度为325目，具有高硬度和高分散性，可提高滑板润滑剂在滑板表面形成的润滑涂层的硬度。