陶瓷颗粒粘结剂、其制备方法及用其制备陶瓷颗粒的方法

文档序号:3384847

专利名称::陶瓷颗粒粘结剂、其制备方法及用其制备陶瓷颗粒的方法
技术领域
:本发明涉及粘结剂领域,具体地说,本发明涉及陶瓷颗粒粘结剂、其制备方法及用该陶瓷颗粒粘结剂制备陶瓷颗粒的方法。
背景技术
:近年来,随着钢铁工业在市场竞争中面临的挑战加剧,市场需求钢铁材料质量不断提高,因而产生了多种提高钢材质量的生产技术,同时也出现了使用陶瓷过滤器去除钢液夹杂物的技术。目前过滤器主要应用在连铸中间包中,其形状是直通孔型的陶瓷过滤器,材质为氧化钙的多孔过滤器可以去除细小的Al20s夹杂,且降低死区比率。过滤器的使用对去除钢液中的夹杂物有明显效果,甚至能去除部分小于5ym的夹杂物,但由于钢水的高温、高密度、大表面张力、夹杂物的细小性等特性,钢水过滤器目前仍处于开发阶段。钢水过滤器采用的是炼钢用高级陶瓷耐火材料,且必须具备以下要求①高温下不软化、不熔融;②高温下不丧失结构强度;③高温下体积稳定;④具有抗热震性;⑤高温下具有抗侵蚀能力;⑥高温下有足够的强度和耐磨性。炼钢用陶瓷泡沫过滤器是一种微孔结构材料,具有很高的疏松度(8290%)。目前,制造具备以上要求的过滤器的主要材料有莫来石(3八12032Si02)、氧化铝(Al203)和稳定氧化锆(Zr02+MgO)。氧化铝陶瓷过滤器主要有泡沫陶瓷过滤器,它采用有机泡沬浸渍工艺制得的多孔陶瓷材料,具有完全连通的开孔结构,气孔率高,孔径大,但它抗热震性能比较差。这种泡沫陶瓷过滤器经过高温烧结,温度一般都在200(TC左右。表1是目前工业上常用的陶瓷过滤器的成分及其技术指标。表l常用陶瓷过滤器的成分及其技术指标<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>0.185~0.275表1中,'孔数指2.51cm长度上的孔数;抗热震性为快速加热至115(TC后至急冷至室温的失重量;荷重变形率为150(TC,0.054Mpa加重3h的变形率。上述陶瓷过滤器在高温下不软化、不熔融,不丧失结构强度,及具有抗热震性和高温下抗侵蚀能力等特点,但是它们都存在一个共同的缺点,需要在2000'C高温烧结,当在160(TC左右过滤钢水时,由于陶瓷过滤表面非常坚硬,夹杂物很难停留在陶瓷过滤器表面,容易被钢水冲刷掉,因此,它依靠滤饼机理捕获钢水中夹杂物。在过滤开始阶段,钢水中细小夹杂物不易被陶瓷过滤器捕获,等到大尺寸夹杂物被捕获减小了陶瓷过滤器的孔径(即滤饼机理)时,则相应地增加了过滤器的过滤阻力,降低了其过滤效率。e为了解决上述问题,本发明者通过研究开发了一种用于过滤钢水的陶瓷颗粒粘结剂,它采用蛇纹石作为其主要成分,'通过添加Al203调控蛇纹石的熔化温度,使粘结剂的熔化温度达到160(TC左右,从而完成了本发明。本发明的第一个目的在于提供一种陶瓷颗粒粘结剂。本发明的第二个目的在于提供所述陶瓷颗粒粘结剂的制备方法。本发明的第三个目的在于提供以所述陶瓷颗粒粘结剂制备陶瓷颗粒的方法。
发明内容本发明的第一个方面提供了一种陶瓷颗粒粘结剂,该陶瓷颗粒粘结剂由蛇纹石矿粉和八1203组成,两者的重量百分比为蛇纹石矿粉70~80%、A1203:20~30%。本发明的陶瓷颗粒粘结剂采用蛇纹石矿粉作为其主体成分,蛇纹石是一种富含镁的硅酸盐岩石,由超基性岩受高温热液作用变质而成,其化学结构式为Mg6[Si4O10](OH)8,其中MgO占43%、Si02占44.1%,H20占12,9%,熔化温度为l励1300°C,具有耐热、抗腐蚀、耐磨等特性,且蛇纹石价格低廉。但是,如直接采用蛇纹石矿粉作为陶瓷颗粒的粘结剂,在160(TC的条件下过滤钢水,钢水会熔化粘结剂,易使陶瓷颗粒被钢水冲刷掉而产生新的夹杂物。Al203的熔点非常高,大于200(TC,而熔融蛇纹石是一种玻璃熔剂,对氧化物具有很强的溶解性,因此,八1203的添加能够提高蛇纹石的熔化温度,使粘结剂的熔化温度达到160(TC左右。本发明的第二个方面提供了所述陶瓷颗粒粘结剂的制备方法,该方法包括以下步骤(1)将7080wt。/。蛇纹石矿粉与20~30wt%Al2O3球磨,混合均匀;(2)于陶瓷坩埚内加热熔融至16001650°C,保温11.2个时;(3)再次球磨至200250目的粒度。本发明的第三个方面提供了以所述陶瓷颗粒粘结剂制备陶瓷颗粒的方法,该方法包括以下步骤(1)用水将所述陶瓷颗粒粘结剂调制成悬浮液,固液比为l:5~5.5;(2)采用悬浮液喷洒工艺将陶瓷颗粒粘结剂悬浮液涂覆到陶瓷颗粒表面;(3)加热至16001650°C,保温2030分钟。本发明的有益效果为1、通过添加少量八1203即可调节蛇纹石的熔化温度。2、成本低,制备工艺简单,操作方便。3、采用本发明陶瓷颗粒粘结剂制备的陶瓷颗粒深床过滤钢水,能有效地捕获夹杂物,且陶瓷颗粒不会被钢水冲刷掉产生新的夹杂物。具体实施方式以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述,并不对本发明的范围有任何限制。将蛇纹石矿粉和八1203按表2所示的配方球磨,混合均匀后放入陶瓷坩埚内,用高温电阻炉熔融,当温度达到1600'C时,保温1小时。再将上述熔炼的混合物从坩埚中取出,用球磨机球磨,使平均粒度为200目;用水将上述粉体调制成悬浮液,固液比为1:5。然后称取10kg陶瓷颗粒置于钢板上,在钢板的下方通1000W电炉加热,用喷洒器将上述悬浮液喷入到被加热的陶瓷颗粒表面,蒸发水气,最后将陶瓷颗粒放入高温电阻炉进行加热,当温度达到1600°C时,保温20分钟。实施例2将蛇纹石矿粉和八1203按表2所示的配方球磨,混合均匀后放入陶瓷坩埚内,用高温电阻炉熔融,当温度达到161(TC时,保温1小时。再将上述熔炼的混合物从坩埚中取出,用球磨机球磨,使平均粒度为220目;用水将上述粉体调制成悬浮液,固液比为1:5。然后称取10kg陶瓷颗粒置于钢板上,在钢板的下方通1000W电炉加热,用喷洒器将上述悬浮液喷入到被加热的陶瓷颗粒表面,蒸发水气,最后将陶瓷颗粒放入高温电阻炉进行加热,当温度达到1620°C时,保温22分钟。实施例3将蛇纹石矿粉和八1203按表2所示的配方球磨,混合均匀后放入陶瓷坩埚内,用高温电阻炉熔融,当温度达到1625'C时,保温U小时。再将上述熔炼的混合物从坩埚中取出,用球磨机球磨,使平均粒度为220目;用水将上述粉体调制成悬浮液,固液比为1:5.3。然后称取10kg陶瓷颗粒置于钢板上,在钢板的下方通1000W电炉加热,用喷洒器将上述悬浮液喷入到被加热的陶瓷颗粒表面,蒸发水气,最后将陶瓷颗粒放入高温电阻炉进行加热,当温度达到1630°C时,保温25分钟。实施例4将蛇纹石矿粉和八1203按表2所示的配方球磨,混合均匀后放入陶瓷坩埚内,用高温电阻炉熔融,当温度达到1645'C时,保温U小时。再将上述熔炼的混合物从坩埚中取出,用球磨机球磨,使平均粒度为240目;6用水将上述粉体调制成悬浮液,固液比为1:5。然后称取10kg陶瓷颗粒置于钢板上,在钢板的下方通1000W电炉加热,用喷洒器将上述悬浮液喷入到被加热的陶瓷颗粒表面,蒸发水气,最后将陶瓷颗粒放入高温电阻炉进行加热,当温度达到1635°C时,保温25分钟。实施例5将蛇纹石矿粉和八1203按表2所示的配方球磨,混合均匀后放入陶瓷坩埚内,用高温电阻炉熔融,当温度达到165(TC时,保温1.2小时。再将上述熔炼的混合物从坩埚中取出,用球磨机球磨,使平均粒度为250目;用水将上述粉体调制成悬浮液,固液比为1:5.5。然后称取10kg陶瓷颗粒置于钢板上,在钢板的下方通1000W电炉加热,用喷洒器将上述悬浮液喷入到被加热的陶瓷颗粒表面,蒸发水气,最后将陶瓷颗粒放入高温电阻炉进行加热,当温度达到1650°C时,保温30分钟。比较例1-3实施方法同实施例1,其中蛇纹石矿粉和八1203的添加量见表2。表2本发明实施例卜5及比较例1-4的陶瓷颗粒粘结剂配方(kg)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>试验例取同样的钢水8份,每份300kg,采用大样电解法测量其夹杂物含量;再用实施例1-5及比较例1-3制得的陶瓷颗粒分别过滤该8份钢水,然后采用大样电解法测量其夹杂物含量,本发明陶瓷颗粒过滤钢水的效果见表3,其去除夹杂物效果(%)按如下公式计算经陶瓷颗粒过滤后的钢水中夹杂物含量原钢水中夹杂物含量表3本发明实施例1-5及比较例1-3所得陶瓷颗粒过滤钢水效果<table>tableseeoriginaldocumentpage159</column></row><table>从表3可以看出,采用本发明成分配比的陶瓷颗粒粘结剂制成的陶瓷颗粒能有效地捕获钢水中的夹杂物,去除夹杂物效果均在50%以上。权利要求1、一种陶瓷颗粒粘结剂,其特征在于,所述陶瓷颗粒粘结剂由蛇纹石矿粉和Al2O3组成,两者的重量百分比为蛇纹石矿粉70~80%、Al2O320~30%。2、权利要求l所述陶瓷颗粒粘结剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤(1)将7080wt。/。蛇纹石矿粉与20~30wt%Al2O3球磨,混合均匀;(2)于陶瓷坩埚内加热熔融至16001650°C,保温11.2小时;(3)再次球磨至200250目的粒度。3、以权利要求1所述的陶瓷颗粒粘结剂制备陶瓷颗粒的方法,其特征在于包括以下步骤'(1)用水将所述陶瓷颗粒粘结剂调制成悬浮液,固液比为l:5~5.5;(2)采用悬浮液喷洒工艺将陶瓷颗粒粘结剂悬浮液涂覆到陶瓷颗粒表面;(3)加热至160(TC1650。C,保温2030分钟。全文摘要本发明提供了一种陶瓷颗粒粘结剂、其制备方法及用该陶瓷颗粒粘结剂制备陶瓷颗粒的方法。本发明的陶瓷颗粒粘结剂采用价格低廉的蛇纹石作为其主要成分,通过添加Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>调控蛇纹石的熔化温度,使粘结剂的熔化温度达到1600℃左右。采用本发明陶瓷颗粒粘结剂制备的陶瓷颗粒能有效地捕获钢水中夹杂物,且陶瓷颗粒不会被钢水冲刷掉产生新的夹杂物。文档编号B22D11/119GK101328074SQ20071009388公开日2008年12月24日申请日期2007年6月22日优先权日2007年6月22日发明者立张,园方申请人:宝山钢铁股份有限公司
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