[发明专利]一种透气砖用高性能陶瓷板的制备方法

说明书

本发明公开了透气砖用高性能陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：混料、成型、干燥、烧成、真空‑加压浸渍、真空热解、拣选及包装入库。结合剂丙烯酸改性有机硅树脂经高温烧成后转变为SiO₂，进而和Al₂O₃反应生成莫来石结合相，既提高了陶瓷板的结合强度和抗热震性能，又提高了陶瓷板寿命的可靠性和均一性；陶瓷板中的液态聚碳硅烷经真空热解后转化为β‑SiC，不仅提高了陶瓷板的抗热震性，还降低了陶瓷板的气孔率，从而有效阻止钢渣的渗透，大幅提高陶瓷板的抗侵蚀性能和耐钢水冲刷性能。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种透气砖用高性能陶瓷板的制备方法。

背景技术

钢包底吹氩透气砖是设置在钢包底部，用于向钢水中喷吹惰性气体来均匀钢水成分和温度的功能性元件。陶瓷板拼装式透气砖因其独特的性能备受炼钢厂的青睐。陶瓷板拼装式透气砖就是将若干个陶瓷板拼装在一起，然后置入透气砖本体，陶瓷板之间、陶瓷板和透气砖本体之间形成气体通道。陶瓷板性能的高低是制约透气砖寿命高低的关键因素。目前，透气砖用陶瓷板材质大都为刚玉莫来石质，其优点是抗热震性好，使用寿命稳定性高；缺点是气孔率较高(15-20％)，抗侵蚀性差，且不耐钢水冲刷。

针对上述透气砖用陶瓷板存在的问题，开发新技术、新工艺，并将其融合于传统透气砖用陶瓷板的制备工艺中，成为透气砖行业的一项重要课题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，提供一种不仅抗热震性能好，使用寿命稳定性高，而且气孔率低，钢渣难以渗透，抗钢水冲刷能力强的高性能陶瓷板的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种透气砖用高性能陶瓷板的制备方法，其特征在于包括下列步骤：

①混料：首先，将15-60wt％的1-0mm刚玉，5-45wt％的1-0mm莫来石置入星式混碾机混练1-2分钟；然后，外加2-3wt％的丙烯酸改性有机硅树脂混练2-3分钟；最后，加入27-33wt％的325目刚玉，2-7wt％的2μm氧化铝微粉混练3-5分钟，制成均匀成型料；

②成型：将步骤①得到的均匀成型料置入陶瓷板模具，用500吨气压震动成型机压制成型，制成陶瓷板坯体。

③干燥：将步骤②得到的陶瓷板坯体置入干燥窑，于200～230℃干燥20～24小时；

④烧成：将经步骤③干燥好的陶瓷板置入高温窑炉，于1450～1650℃烧成，保温时间为4～6小时；

⑤真空-加压浸渍：首先将步骤④烧制好的陶瓷板于常温下置入真空-加压浸渍机，抽真空至90Pa以下，然后注入液态聚碳硅烷对陶瓷板进行浸渍，最后加压，压力为1.0～1.3MPa，保压时间为0.5～2小时。

⑥真空热解：将步骤⑤得到的陶瓷板置于真空烧结炉，于1200～1260℃热处理3～5小时，使液态聚碳硅烷转化为抗热震性优异的β-SiC；

⑦拣选及包装入库：对步骤⑥得到的陶瓷板进行拣选，平整度小于0.1mm的陶瓷板为合格品，合格品包装入库。

所述刚玉为板状刚玉、白刚玉、棕刚玉中的至少一种，板状刚玉和白刚玉化学组分的质量百分比为：Al₂O₃≥99％、SiO₂≤0.2％、Fe₂O₃≤0.1％、R₂O≤0.4％，棕刚玉化学组分的质量百分比为：Al₂O₃≥94％、SiO₂≤1.0％、Fe₂O₃≤0.5％。