[发明专利]薄带连铸侧封板的热压陶瓷耐火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷耐火材料，具体地说涉及一种与熔融金属或钢液直接接触的高强度抗热冲击抗磨损的陶瓷耐火材料，更具体地说涉及一种钢薄带连铸侧封板的热压陶瓷耐火材料及制备方法。

背景技术

钢薄带连铸是冶金领域内的一项前沿技术，它从根本上改变了钢铁工业中传统的薄型钢材的生产过程，以其低能耗、短流程、高铸速、低成本的特点顺应了当今钢铁行业发展的趋势，受到世界钢铁企业的广泛关注。提供能满足薄带连铸工艺要求、性能可靠的侧封板耐火材料是实现这一先进技术的重要关键之一。

钢薄带连铸侧封板的耐火材料必须具有优异的高温强度、优良的抗热震性能、抗钢水侵蚀性能、低的热导率、良好的绝热性、良好的耐磨性能及良好的机械加工性能。目前国内生产侧封板产品存在高温强度低、容易磨损、热膨胀率高、热导率高等缺点。国际上商品化的侧封板主要是由ESK公司供应的BN-ZrO₂-SiC系统的复合陶瓷，但BN-ZrO₂-SiC复合陶瓷的热导率较高，容易导致侧封板有冷块，影响薄带边缘质量。上述材料的热膨胀系数也较大，影响了侧封板的抗热震性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供了一种钢薄带连铸侧封板的热压陶瓷耐火材料及制备方法。该陶瓷耐火材料具有较低的热膨胀系数，使材料有更好的抗热震性；具有较低的热导率，使材料有更好的绝热性，同时具有优异的机械性能和抗钢水侵蚀性能。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种钢薄带连铸侧封板的热压陶瓷耐火材料，该耐火材料中各组份的质量百分比为：55～96%的氮化物和4～45%的填充料，其中：所述填充料为氧化物、氧氮化物、碳氮化合物和硼化物中任意一种或几种的组合。

进一步地，该耐火材料中各组份的质量百分比为：60～85%的氮化物和15～40%的填充料。

再进一步地，所述氮化物为氮化硼、氮化铝、氮化硅和氮化钛中任意一种或几种的组合。

再进一步地，所述氧化物为氧化硼、氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化钐、氧化镝、氧化镱、氧化钇、氧化锆、氧化铪、氧化铬、莫来石、镁铝尖晶石和稀土-铝石榴石中任意一种或几种的组合。

再进一步地，所述氧氮化物为Si₂ON₂、AlON、Sialon和Mgalon中任意一种或几种的组合。

再进一步地，所述碳氮化合物为Ti₂Al(C,N)、Cr₂Al(C,N)、Zr₂In(C,N)、Hf₂In(C,N)、Ti₃Al(C,N)₂、Ti₃Si(C,N)₂、Ti₄Al(C,N)₃、V₄Al(C,N)₃中任意一种或几种的组合。

再进一步地，所述硼化物可为ZrB₂、HfB₂、CrB₂、AlB2和TiB₂中任意一种或几种的组合。

再进一步地，该耐火材料中各组份的质量百分比为：47%的氮化硼、42%的氮化硅、1%的氧化铝、4%的氧化钇和6%的AlON。

再进一步地，所述陶瓷耐火材料的粒径为0.1～30μm。

本发明还提供了一种钢薄带连铸侧封板的热压陶瓷耐火材料的制备方法，包括以下步骤：

1）按质量百分比称取氮化物和填充料；

2）将氮化物和填充料混合，然后与体积分数为70～100%乙醇或丙酮或蒸馏水按重量比1︰1～5混合，再加入陶瓷球磨子，球磨6～40h得到混合粉料；

3）将混合粉料置于80～140℃条件下干燥10～30小时，干燥后的粉料要碾碎，造粒过筛得到球粒，备用，其中球粒的粒径为1～20μm；

4）将球粒置于温度为1500～2000℃、压力为10～100MPa、在真空或氮气或氩气条件下热压烧结，得到毛坯，然后切割、研磨得到热压陶瓷耐火材料产品。

本发明的有益效果在于：