一种环形炉用Si?N?Al?C复合耐高温陶瓷炉底板及制备方法
【专利摘要】一种环形炉用Si?N?Al?C复合耐高温陶瓷炉底板，其所用原料组成及wt%：粒度小于5mm的SiC：25~70%，粒度小于0.1mm的Si粉：25~70%，粒度小于0.1 mm的Al4SiC4粉：4~6%，另添加有：上述原料总重量百分比为3~7%的烧结活性剂，及4~9%的结合剂；制备步骤：将上述所有原料进行混碾；成型；进行第一阶段烧结；进行第二阶段烧结；将烧结后毛坯进行机械加工处理并待用。
【专利说明】
-种环形妒用s i -N-AI -c复合耐高溫陶瓷妒底板及制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种环形炉炉底板及其生产方法，具体地属于一种环形炉用Si-N-Al- C复合耐高溫陶瓷炉底板及制备方法。
【背景技术】
[0002] 长期W来，在冶金及机械制造工厂的环形炉中，炉底板均采用的是耐热钢质材料 制备而成，W承载钢卷和钢件进行热加工生产。运种采用高溫合金材料制造的炉底板，由于 长时间在950°C左右甚至超过1000°C的高溫与荷重的工况条件下工作，炉底板的高溫合金 材料的耐高溫性能特别是高溫强度和抗蠕变性能，不能够满足实际工况的要求，金属材料 的高溫蠕变率大而造成炉底板逐渐弯曲变形，材料的热膨胀率大而造成炉底板开裂损坏， 蠕变及开裂等因素造成高溫合金材料制备的钢质炉底板之使用寿命较低，更重要的是变形 的炉底板会影响所承载钢卷和钢件的热处理质量和成品率，降低生产效益。
[0003] 目前，环形炉炉底板使用的材质为耐热合金为原材料。该材质其由于在溫度和应 力作用下会发生蠕变造成变形，从而影响炉底板的使用寿命和娃钢产品的板型及质量。
[0004] 本
【申请人】经大量试验研究，发现与耐热钢相比，高溫陶瓷材料具有高溫强度高、抗 蠕变性能好、热膨胀率小等优点，不仅可W有效提高底板的使用寿命、降低底板使用成本， 而且可W保证所承载钢卷和钢件的热处理质量和成品率，提高经济效益。
【发明内容】
[0005] 本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种高溫强度高、抗蠕变性能好、热膨 胀率小的Si-N-Al-C复合耐高溫陶瓷，用W制备使用周期长，制备成本低的加热炉炉底板。
[0006] 实现上述目的的技术措施： 一种环形炉用Si-N-Al-C复合耐高溫陶瓷炉底板，其所用原料组成及重量百分比含量 为:粒度小于5mm的SiC: 25~70%，粒度小于0.1mm的Si粉:25~70%，粒度小于0.1 mm的AUSiC4 粉:4~6%，另外添加有:上述原料总重量百分比为3~7%的烧结活性剂，及4~9%的结合剂。
[0007] 其在于:所述的SiC的纯度> 90wt%;所述Si粉的纯度> 95wt%。
[000引其在于:烧结活性剂为Υ203、或Y2化与A!203的混合物;Υ203的纯度>95wt%，粒度小于 0.1mm;Al203 纯度 >95wt%，粒度小于 0.1mm。
[0009] 其在于:所述的结合剂为酪醒树脂或娃溶胶。
[0010] 制备一种环形炉用Si-N-Al-C复合耐高溫陶瓷炉底板的方法，其步骤： 1) 将粒度小于5mm的SiC:25~70%，粒度小于0.1mm的Si粉：25~70%，粒度小于0.1 mm的 AUSiC4粉:4~6%，另外添加有:上述原料总重量百分比为3~7%的烧结活性剂，及4~9%的结合 剂进行混娠，娠制至利于成型的泥料即可； 2) 成型:采用捣打成型或振动成型方式，将制得的泥料装入模具中制成炉底板板巧； 3) 进行第一阶段烧结:将炉底板板巧在纯氮气气氛下加热至1270~1430°C，并在该溫度 下保溫^30h; 4) 进行第二阶段烧结:在纯氮气气氛下继续加热至1450°C~1700°C，再在该溫度下保溫 3~1化； 5) 将烧结后毛巧进行机械加工处理并待用。
[0011] 本发明与现有技术相比，用Si-N-Al-C复合高溫陶瓷制备的环形炉，具有耐高溫、 抗蠕变性能好、高溫强度大、抗热震性好，不会开裂，从而提高了钢卷的表面质量;炉底板的 使用周期由现在的10个月提高至12个月及W上，且制备炉底板工艺简单、成本比金属炉底 板成本低至少45%。
【具体实施方式】
[0012] 下面对本发明予W详细描述： 表1为本发明各实施例原料取值列表； 表2为本发明各实施例主要工艺参数取值及性能列表。
[0013] 本发明各实施例均按照W下步骤生产： 1) 将粒度小于5mm的SiC:25~70%，粒度小于0.1mm的Si粉：25~70%，粒度小于0.1 mm的 AUSiC4粉:4~6%，另外添加有:上述原料总重量百分比为3~7%的烧结活性剂，及4~9%的结合 剂进行混娠，娠制至利于成型的泥料即可； 2) 成型:采用捣打成型或振动成型方式，将制得的泥料装入模具中制成炉底板板巧； 3) 进行第一阶段烧结:将炉底板板巧在纯氮气气氛下加热至1270~1430°C，并在该溫度 下保溫^30h; 4) 进行第二阶段烧结:在纯氮气气氛下继续加热至1450°C~1700°C，再在该溫度下保溫 3~1化； 5) 将烧结后毛巧进行机械加工处理并待用。
[0014] W下表1及表2中的实施例有关数据并非一一对应关系。
[0015] 表1本发明各实施例原料取值列表(wt%)
注:表中各实施例的：SiC的纯度均在90wt%，Si粉的纯度均不低于95wt%;Y2化的纯度> 95wt%，粒度小于0.1mm; Al2〇3纯度>95wt%，粒度小于0.1mm。
[0016] 表2本发明各实施例主要工艺参数取值及性能情况列表
从表2中的性能情况可W看出，本发明的耐高溫陶瓷炉底板具有高溫强度高、抗高溫变 形能力强的特点，实际在娃钢环形炉炉底板使用寿命长、娃钢钢卷变形小、产品质量好的特 点，能完全替代传统用耐热合金而制备炉底板。
[0017] 本【具体实施方式】仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。
【主权项】
1. 一种环形炉用Si-N-Al-C复合耐高温陶瓷炉底板，其所用原料组成及重量百分比含 量为：粒度小于5mm的SiC: 25~70%，粒度小于0.1mm的Si粉：25~70%，粒度小于0.1 mm的 Al4SiC4粉:4~6%，另外添加有:上述原料总重量百分比为3~7%的烧结活性剂，及4~9%的结合 剂。2. 如权利要求1所述的一种环形炉用Si-N-Al-C复合耐高温陶瓷炉底板，其特征在于： 所述的S i C的纯度彡90wt%;所述S i粉的纯度彡95wt%。3. 如权利要求1所述的一种环形炉用Si-N-Al-C复合耐高温陶瓷炉底板，其特征在于： 烧结活性剂为Y2O3、或Υ2〇3与Al 2〇3的混合物;Y2〇3的纯度彡95wt%，粒度小于0.1mm;Al 2〇3纯度 ^95wt%，粒度小于 0 · 1mm。4. 如权利要求1所述的一种环形炉用Si-N-Al-C复合耐高温陶瓷炉底板，其特征在于： 所述的结合剂为酚醛树脂或硅溶胶。5. 制备一种环形炉用Si-N-Al-C复合耐高温陶瓷炉底板的方法，其步骤： 1) 将粒度小于5mm的SiC: 25~70%，粒度小于0 · 1mm的Si粉：25~70%，粒度小于0 · 1 mm的 Al4SiC4粉:4~6%，另外添加有:上述原料总重量百分比为3~7%的烧结活性剂，及4~9%的结合 剂进行混碾，碾制至利于成型的泥料即可； 2) 成型:采用捣打成型或振动成型方式，将制得的泥料装入模具中制成炉底板板坯； 3) 进行第一阶段烧结:将炉底板板坯在纯氮气气氛下加热至1270~1430°C，并在该温度 下保温1~30h; 4) 进行第二阶段烧结:在纯氮气气氛下继续加热至1450°01700°(：，再在该温度下保温 3~12h; 5) 将烧结后毛坯进行机械加工处理并待用。
【文档编号】C04B35/64GK106083055SQ201610400466
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】骆忠汉, 杜玉泉, 柳志敏, 肖光润, 蒋杰, 曾剑, 付刚, 张刚, 祝洪喜, 邓承继, 汪盛明, 余奇峰
【申请人】武汉钢铁股份有限公司