[发明专利]一种薄带铸轧用工业陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种薄带铸轧用工业陶瓷材料及其制备方法，属于冶金材料技术领域。按照重量百分比，所述工业陶瓷材料的化学组分为：无定形粉料15～45％、h‑BN粉20～60％、AlN粉10～20％、B₄C粉5～15％以及稀土氧化物1～10％；其中，所述无定形粉料为有机硅聚合物前驱体的裂解产物。通过使用有机硅聚合物前驱体通过裂解法制备无定形粉料、混料、压制、烧结等步骤制备所述工业陶瓷材料。该工业陶瓷材料同时具有强度高、抗热震好、硬度适中以及良好的抗熔钢侵蚀性能，适用于制备薄带铸轧侧封板等耐高温部件。

技术领域

本发明涉及冶金材料技术领域，特别涉及一种薄带铸轧用工业陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

薄带铸轧是钢铁带材工业生产领域内的一项革命性短工艺流程，它从根本上改变了钢铁工业的薄型钢材的生产过程，取消了连铸(铸锭)、粗轧、热连轧及相关的加热、切头等一系列常规工序，开创了将钢水经中间包直接浇注并直接轧制成数毫米厚的薄型板材的高效、节能、环保的最新型技术和工艺。

侧封板技术是薄带连铸技术中的最关键技术之一，是影响薄带连铸过程中铸带质量和工艺稳定性的关键因素。侧封板是用耐火材料制成的梯形板。在薄带连铸过程中，钢水通过注水口注入由两块侧封板和结晶辊构成的熔池内，并在结晶辊处结晶凝固，同时承受压力加工和塑性变形，完成从液态金属到板带材的成形过程。薄带浇铸的整个过程都要求侧封板对结晶辊两段具有良好的密封效果。由于侧封板应用的工况条件苛刻，需要克服结晶辊与侧封板之间相对滑动造成侧封板磨损、受钢水侵蚀而熔损、侧封板内部产生热应力、外界压应力等问题。因此对侧封板的强度、抗热震性、硬度以及抗熔钢侵蚀性具有较高要求。

目前，主要有电磁侧封、气体侧封和固体侧封三种侧封方式。其中，气体侧封作为一种新的侧封技术刚刚被人提出，大多处于基础理论研究阶段；电磁侧封技术存在设备复杂，磁场不易控制，技术水平远未达到工业化生产的要求；固体侧封是目前技术最成熟、也是最接近实用条件的一种侧封方法。目前国内外研究和开发的固体侧封板材料绝大部分抗热震性差、寿命短、易破损，导致连铸中断，不能满足工业生产的要求，因此研究和开发高性能陶瓷复合材料对钢薄带连铸的工业化具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄带铸轧用工业陶瓷材料及其制备方法，该工业陶瓷材料强度高、抗热震性好、硬度适中以及抗熔钢侵蚀性能良好。

一方面，为实现上述目的，本发明提供了一种薄带铸轧用工业陶瓷材料，按照重量百分比，所述工业陶瓷材料的化学组分为：无定形粉料15～45％、h-BN粉20～60％、AlN粉10～20％、B₄C粉5～15％以及稀土氧化物1～10％；其中，所述无定形粉料为有机硅聚合物前驱体的裂解产物。

进一步地，所述有机硅聚合物前驱体为聚硅烷、聚碳硅烷、聚硅氧烷、聚硅氮烷、聚硼硅氮烷中的任意一种或几种。

进一步地，所述稀土氧化物为Y₂O₃、La₂O₃、CeO₂、Nd₂O₃、Cy₂O₃、Tb₂O₃、Eu₂O₃、Ho₂O₃中的任意一种或几种。

进一步地，各组分粒径在1～7μm之间。

另一方面，本发明提供了上述工业陶瓷材料的制备方法，包括：

使用有机硅聚合物前驱体通过裂解法制备无定形粉料；