專利名稱：一種步進(jìn)式加熱爐用氧化鋯質(zhì)墊塊的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐高溫?zé)o機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種步進(jìn)式加熱爐用氧化鋯質(zhì)墊塊的制備方法，以及所述方法得到的產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
目前，冶金工業(yè)熱軋廠步進(jìn)式加熱爐中水冷梁上的墊塊大多采用耐熱合金鋼制作。由于耐熱合金鋼存在導(dǎo)熱系數(shù)大、高溫蠕變和氧化損壞等先天性缺陷，加熱鋼坯時(shí)易造成“走偏”、與墊塊接觸部位產(chǎn)生“水冷瘢”(因此溫度不勻或低溫而造成產(chǎn)品局部黑印)等情況，從而影響軋材質(zhì)量。該問題已成為制約熱軋薄板等高技術(shù)鋼材軋鋼生產(chǎn)的主要瓶頸之一。此外，“水冷?！眳^(qū)域溫度低也導(dǎo)致鋼坯的熱塑性和延展性降低，鋼板容易出現(xiàn)軋制裂紋而產(chǎn)生報(bào)廢，而且鋼板軋制越薄則廢品率越高，尤其是生產(chǎn)高牌號(hào)取向硅鋼板時(shí)，超薄型 板材甚至無法軋制。 為解決被加熱鋼坯與墊塊接觸部位產(chǎn)生“水冷?！钡膯栴}，熱軋廠通常采用提高加熱溫度和延長加熱時(shí)間的辦法，以保證鋼坯達(dá)到適當(dāng)?shù)臒崴苄院脱诱剐裕朔黠@存在能耗高、鋼坯燒蝕量大、生產(chǎn)速度慢及效率低的問題，且耐熱鋼墊塊會(huì)因?yàn)楦邷厝渥兌弧皦嚎s”損壞，造成被加熱鋼坯出現(xiàn)“走偏”進(jìn)而影響加熱爐的正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本申請人在中國發(fā)明申請CN 102408242A—種碳化硅-氮化硅復(fù)合陶瓷墊塊的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)氧化鋯質(zhì)墊塊具有的性能優(yōu)勢，因此，本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種工藝簡單、成本低的步進(jìn)式加熱爐用的氧化鋯質(zhì)墊塊的制備方法。本發(fā)明的目的是提供一種用于步進(jìn)式加熱爐的氧化鋯質(zhì)墊塊的制備方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種采用所述制備方法制備得到的步進(jìn)式加熱爐用的氧化鋯質(zhì)墊塊。一種用于步進(jìn)式加熱爐的氧化鋯質(zhì)墊塊的制備方法，其特征在于該制備方法的步驟如下(I)配料以重量份計(jì)稱取100份氧化鋯粉，加入16-22份水和I. 0-1. 5份外加劑；所述外加劑為重量比為2:7:1的三聚磷酸鈉、阿拉伯樹膠粉和生石灰的混合物；(2)混料成型將步驟(I)中的配料加入球磨機(jī)中混磨制成料漿，然后將所述料漿澆注成型，靜置養(yǎng)護(hù)后脫模得到墊塊濕坯；(3)燒結(jié)將墊塊濕坯在100-120°c下保溫24 48h，烘干后得到墊塊生坯；將生坯置于高溫爐中在1750°C 1850°C下保溫12 24h，燒制成墊塊燒結(jié)坯；最后將燒結(jié)坯機(jī)械加工制得步進(jìn)式加熱爐用氧化鋯質(zhì)墊塊。在本發(fā)明中，優(yōu)選地氧化鋯粉的純度為彡80wt%，粒度小于3 i! m。所述外加劑混合物應(yīng)當(dāng)經(jīng)過碾磨，使其粒度小于0. 1_。
本發(fā)明所使用的生石灰的純度為彡92wt%。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，步驟⑵的混磨時(shí)間為6 1此；步驟⑵的靜置養(yǎng)護(hù)時(shí)間為24h ;步驟(2)的澆注成型方法是在石膏模中注漿成型。本發(fā)明還涉及上述制備方法得到的步進(jìn)式加熱爐用氧化鋯質(zhì)墊塊。下面將更詳細(xì)的描述本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的步進(jìn)式加熱爐用氧化鋯質(zhì)墊塊的制備方法步驟如下
(I)配料以重量份計(jì)稱取100份氧化鋯粉，加入16-22份水和I. 0-1. 5份外加劑；所述外加劑為重量比為2:7:1的三聚磷酸鈉、阿拉伯樹膠粉和生石灰的混合物。氧化鋯(ZrO2)具有高硬度，高強(qiáng)度，高韌性，極高的耐磨性及耐化學(xué)腐蝕性等等優(yōu)良的物化性能，在陶瓷、耐火材料、機(jī)械、電子、光學(xué)、航空航天、生物、化學(xué)等等各種領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明的氧化鋯選用純度不小于80wt、粒度小于3 u m的粉末材料，這是市場上能夠購買獲得產(chǎn)品，例如安陽市振東窯業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)銷售的超細(xì)氧化鋯細(xì)粉產(chǎn)品。三聚磷酸鈉(Sodium Tripolyphosphate, STPP)呈白色粉末,對I丐鎂等金屬離子有顯著的螯合能力，能軟化硬水，使懸浮液變成溶液，具有弱堿性，無腐蝕性，是一種無機(jī)物表面活性劑，對潤滑油和脂肪有強(qiáng)烈的乳化作用。本發(fā)明使用的三聚磷酸鈉例如是石家莊萬冶磷業(yè)有限公司生產(chǎn)生產(chǎn)銷售的工業(yè)級(jí)三聚磷酸鈉。阿拉伯樹膠粉(Cas號(hào)9000-01-5)可用作天然乳化穩(wěn)定劑、增稠劑、懸浮劑、粘合齊U、成膜劑、上光劑和水溶性膳食纖維等。本發(fā)明使用的阿拉伯樹膠粉例如是廣東貝伊貿(mào)易有限公司銷售的工業(yè)級(jí)阿拉伯樹膠粉。本發(fā)明所使用的生石灰的純度不小于92wt。將三聚磷酸鈉、阿拉伯樹膠粉和生石灰按上述重量比例混合后磨細(xì)，得到粒度小于0. Imm的外加劑粉末。(2)混料成型將步驟(I)得到的配料加入球磨機(jī)中混磨制成料漿，然后將所述料漿澆注成型，靜置養(yǎng)護(hù)后脫模得到墊塊濕坯。本發(fā)明所使用的球磨機(jī)是陶瓷球磨機(jī)或具有橡膠或塑料內(nèi)襯的球磨機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，其三聚磷酸鈉、阿拉伯樹膠粉和生石灰混合物的混磨時(shí)間為6 12h。所述料漿澆注成型的靜置養(yǎng)護(hù)時(shí)間為24h ;澆注成型方法是在石膏模中注漿成型。(3)燒結(jié)將步驟⑵得到的墊塊濕坯在100_120°C下保溫24 48h，烘干后得到墊塊生坯；將生坯置于高溫爐中在1750°C 1850°C下保溫12 24h，燒制成墊塊燒結(jié)坯；最后將燒結(jié)坯機(jī)械加工制得步進(jìn)式加熱爐用的氧化鋯質(zhì)墊塊。本發(fā)明使用的烘干設(shè)備例如是西安恒新窯爐技術(shù)有限公司生產(chǎn)的干燥梭式窯。本發(fā)明使用的高溫爐例如是西安恒新窯爐技術(shù)有限公司生產(chǎn)的超高溫梭式窯。由此可見，本發(fā)明的制備方法工藝簡便，可以直接進(jìn)行燒結(jié)而不需要氮化反應(yīng)。因此，用該方法制備的氧化鋯質(zhì)墊塊耐高溫、強(qiáng)度大、抗蠕變性能好、導(dǎo)熱系數(shù)小、抗熱震性好，能夠有效地解決被加熱鋼坯與墊塊接觸部位的“水冷?！眴栴}與因墊塊高溫“壓縮”變形而造成鋼坯走偏問題。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步描述，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例I稱取氧化鋯細(xì)粉100kg，添加16kg水，然后加入0. 2kg三聚磷酸鈉、0. 7kg阿拉伯樹膠粉和0. Ikg生石灰粉末，在陶瓷球磨機(jī)中混磨IOh制成料漿，然后注入石膏模中，靜置養(yǎng)護(hù)24h后脫模取出墊塊濕坯。將濕坯在110°C下常壓保溫24h烘干后 制成墊塊生坯；將生坯置于高溫爐中經(jīng)1750°C下常壓保溫24h，燒制成墊塊燒結(jié)坯。將燒結(jié)坯進(jìn)行常規(guī)的機(jī)械加工，制得步進(jìn)式加熱爐用的氧化鋯質(zhì)墊塊。實(shí)施例2稱取氧化鋯細(xì)粉100kg，添加20kg水，然后加入2:7:1的三聚磷酸鈉、阿拉伯樹膠粉和生石灰總計(jì)I. 4kg，在混磨IOh制成料漿，注入石膏模靜置養(yǎng)護(hù)24h得到墊塊濕坯。將濕坯在100°C下常壓保溫48h烘干后制成墊塊生坯；將生坯置于高溫爐中經(jīng)1790°C下常壓保溫20h，燒制成墊塊燒結(jié)坯。將燒結(jié)坯進(jìn)行常規(guī)的機(jī)械加工，制得步進(jìn)式加熱爐用氧化鋯質(zhì)墊塊。實(shí)施例3稱取氧化鋯細(xì)粉100kg，添加22kg水，然后加入2:7:1的三聚磷酸鈉、阿拉伯樹膠粉和生石灰總計(jì)I. 5kg，在混磨12h制漿，注入石膏模靜置養(yǎng)護(hù)24h得到墊塊濕坯。將濕坯在120°C下常壓保溫24h烘干后制成墊塊生坯；將生坯置于高溫爐中經(jīng)1850°C下常壓保溫12h，燒制成墊塊燒結(jié)坯。將燒結(jié)坯進(jìn)行常規(guī)的機(jī)械加工，制得步進(jìn)式加熱爐用氧化鋯質(zhì)墊塊。由此可見，本發(fā)明エ藝簡便，無需氮化反應(yīng)即可燒結(jié)。用該方法制備的氧化鋯質(zhì)墊塊耐高溫、強(qiáng)度大、抗蠕變性能好、導(dǎo)熱系數(shù)小、抗熱震性好。
權(quán)利要求
1.一種用于步進(jìn)式加熱爐的氧化鋯質(zhì)墊塊的制備方法，其特征在于該制備方法的步驟如下 (1)配料以重量份計(jì)稱取100份氧化鋯粉，往其中加入16-22份水和I.0-1. 5份外加齊U，得到一種配料； 所述的外加劑為三聚磷酸鈉、阿拉伯樹膠粉與生石灰的混合物，其重量比為2:7:1 ; (2)混料成型將步驟(I)得到的配料加入球磨機(jī)中混磨制成料漿，然后將所述料槳澆注成型，靜置養(yǎng)護(hù)后脫模得到墊塊濕坯； (3)燒結(jié)將步驟⑵得到的墊塊濕坯在100-120°C下保溫24 48h，烘干后得到墊塊生坯；將生坯置于高溫爐中在1750°C 1850°C下保溫12 24h，燒制成墊塊燒結(jié)坯；最后將燒結(jié)坯機(jī)械加工制得步進(jìn)式加熱爐用的氧化鋯質(zhì)墊塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述氧化鋯粉的純度為>80wt%，粒度小于3 μ m0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述外加劑的粒度小于O.1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述生石灰的純度為>92wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于在步驟(2)中，其混磨時(shí)間為6 121!。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中，其靜置養(yǎng)護(hù)時(shí)間為24h。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中，澆注成型方法是在石膏模中注漿成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求Γ7項(xiàng)中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述制備方法得到的步進(jìn)式加熱爐用的氧化鋯質(zhì)墊塊。
全文摘要
本發(fā)明屬于耐高溫?zé)o機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種步進(jìn)式加熱爐用氧化鋯質(zhì)墊塊的制備方法，取100份氧化鋯粉、16-22份水和1.0-1.5份外加劑；所述外加劑為重量比為2:7:1的三聚磷酸鈉、阿拉伯樹膠粉和生石灰的混合物；經(jīng)混料制坯、燒結(jié)、保制得步進(jìn)式加熱爐用氧化鋯質(zhì)墊塊。本發(fā)明的制備方法工藝簡便，可以直接進(jìn)行燒結(jié)而不需要氮化反應(yīng)，所得氧化鋯質(zhì)墊塊耐高溫、強(qiáng)度大、抗蠕變性能好、導(dǎo)熱系數(shù)小、抗熱震性好，能夠有效地解決被加熱鋼坯與墊塊接觸部位的“水冷?！眴栴}與因墊塊高溫“壓縮”變形而造成鋼坯走偏問題。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102765956SQ20121029547
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者張小東, 彭瑋珂, 李君 , 汪盛明, 祝洪喜, 鄧承繼 申請人:湖北紅花高溫材料有限公司