[发明专利]一种Si/B杂化树脂中温增强的不烧滑板砖及其生产方法

说明书

本发明公开了一种Si/B杂化树脂中温增强的不烧滑板砖，按重量百分比计，该滑板砖的原料组成为：板状刚玉颗粒60～70%，板状刚玉粉15～25%，氧化铝微粉5～10%，铝粉3～9%，硅粉1～3%，炭黑1～3%，石墨1～3%，碳化硼0.5～1.0%，Si/B杂化树脂3～5%。制备方法如下：按比例称取各组分，混炼0.5小时后困料6～8小时，根据滑板单重、形状选择压机成型，坯体在180～200℃温度条件下干燥24h，坯体经套箍、粘钢壳、磨制、涂布、精整、验收后入库贮存。本发明生产的Si/B杂化树脂中温增强的滑板砖，可明显提高酚醛树脂结合不烧Al₂O₃‑C滑板的中低温强度，且有良好的热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种炼钢用滑板砖，特别涉及一种Si/B杂化树脂中温增强的不烧滑板砖及其生产方法，属于铝碳系列滑板砖生产领域。

背景技术

滑板砖用于钢铁工业连铸工艺，起调节和控制钢水流量作用，或用于炼钢炉的挡渣出钢系统。滑板在使用时受各种应力作用，造成滑板产生裂纹、甚至断裂，因此，足够的强度是保证滑板使用安全的重要要求。

不烧Al₂O₃-C滑板具有节能环保、工艺简单等优点，但其中低温强度较低，500～800℃时的热态抗折强度只有4～8MPa左右，对安全性、可靠性要求较高的滑动水口来说，这种低强度常常产生一系列问题：(1)首先在应力作用下产生裂纹、断裂；(2)在远离铸孔的低温区，因强度低表面颗粒磨损脱落，或出现掉角现象。这些都影响其使用寿命且增加连铸的安全隐患。正是由于其中低温强度较低，使不烧Al₂O₃-C质滑动水口仅限于中小型钢包上使用。因此，如何提高不烧滑板的中低温强度，对滑板绿色制造技术的发展具有重要的现实意义。

不烧Al₂O₃-C滑板中低温强度低的原因主要有两方面：一是树脂的分解、氧化。在使用受热时酚醛树脂经过挥发、分解、缩聚、炭化等热解阶段，400～600℃出现失重高峰，固化物产生裂纹和气孔，当温度高于500℃时，树脂及其固化物容易氧化，至800℃时其残碳率一般为42～48%，大量挥发、氧化、分解物的逸出使材料内形成较多的气孔，造成材料结构缺陷，影响其强度。二是树脂及其热解碳与基体无机材料的结合性差。树脂及其固化物、热解碳属于有机物，其分子结构中C―C键和C―H键为共价键；滑板主要基体材料刚玉为无机材料，Al₂O₃分子结构为离子键，两者在分子结构上的相容性、亲和性较差，难以在两者界面形成较强的化学键，影响结合性能。上述两种因素造成材料结构疏松，界面结合能力弱化，强度较低。因此，提高酚醛树脂结合不烧Al₂O₃-C滑板的中低温强度是目前不烧滑动水口功能耐火材料急需解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对酚醛树脂结合不烧Al₂O₃-C滑板中低温强度较低的问题，提供一种可提高中低温强度的滑板砖及其生产方法，通过采用硅改性、硼改性、炭黑改性和纳米合金改性等多机制协同对酚醛树脂及其固化物进行改性，在材料内形成Si/B杂化碳网，来提高酚醛树脂结合不烧Al₂O₃-C滑板的中低温强度。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种Si/B杂化树脂中温增强的不烧滑板砖，按重量百分比计，该滑板砖的原料组成为：板状刚玉颗粒60～70%，板状刚玉粉15～25%，氧化铝微粉5～10%，铝粉3～9%，硅粉1～3%，炭黑1～3%，石墨1～3%，碳化硼0.5～1.0%，Si/B杂化树脂3～5%。

上面所述的Si/B杂化树脂中温增强的不烧滑板砖的制备方法，其具体步骤如下：

A、Si/B杂化树脂的制备：