一种环形炉炉底板用Si?SiC复合耐高温陶瓷及制备炉底板方法

文档序号:10712554阅读:717来源:国知局
一种环形炉炉底板用Si?SiC复合耐高温陶瓷及制备炉底板方法
【专利摘要】一种环形炉炉底板用Si?SiC复合耐高温陶瓷,其原料组成及wt%为:粒度3~1mm的SiC:30~50%,粒度0.074至小于1 mm的SiC:15~35%,粒度小于0.074mm的SiC:30~45%,粒度小于0.074mm的炭粉:1~10%,另添加有:上述原料总重量百分比4~9%的结合剂;制备步骤:混料及碾压;成型;干燥;进行渗硅反应烧结;进行机械加工制得环形炉用炉底板。本发明用Si? SiC复合高温陶瓷制备的环形炉,具有耐高温、抗蠕变性能好、高温强度大、抗热震性好,不会开裂,从而提高了干卷的表面质量;炉底板的使用周期由现在的10个月提高至12个月及以上,且成本只有耐热合金材料的一半。
【专利说明】
-种环形妒妒底板用s i -s i c复合耐高溫陶瓷及制备妒底板 方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种高溫陶瓷,具体地属于一种用于环形炉炉底板的Si-N-Al-C复合 耐高溫陶瓷及制备炉底板的方法。
【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] 本
【申请人】经大量试验研究,发现本发明与现用的耐热钢相比,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】

[0004] 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,且所制备使用的炉底板使用周期长,制备成本低的环形炉炉底板用Si-SiC复合耐 高溫陶瓷及制备炉底板方法。
[0005] 实现上述目的的措施: 一种环形炉炉底板用Si-SiC复合耐高溫陶瓷,其原料组成及重量百分比含量为:粒度3 ~1mm 的 SiC:30 ~50%,粒度0.074至小于 1 mm 的 SiC:15 ~35%,粒度小于0.074mm 的 SiC:30 ~45〇/〇, 粒度小于0.074mm的炭粉:1~10%,另外添加有:上述原料总重量百分比4~9%的结合剂。
[0006] 其在于:所述的结合剂为:酪醒树脂或娃溶胶或水玻璃。
[0007] 其在于:所述的SiC纯度不低于92wt%。
[000引其在于:所述的炭粉含C量不低于90 wt %。
[0009]制备一种环形炉炉底板用Si-SiC复合耐高溫陶瓷的方法,其步骤: 1) 混料:将粒度3~1mm的SiC: 30~50%,粒度0.074至小于1 mm的SiC: 15~35%,粒度小于 0.074mm的SiC: 30~45%,粒度小于0.074mm的炭粉:1~10%,另外添加有:上述原料总重量百分 比为4~9%的结合剂加入混娠机中进行混娠; 2) 成型:将混娠的泥料装入模型中,采用捣打成型或振动成型制成炉底板湿巧; 3) 进行干燥:将湿巧装入烘干炉中烘干,烘干溫度在110~180°C,并在该溫度下保溫32~ 72h,获得生巧; 4) 进行渗娃反应烧结:先在反应烧结炉内底部放置足够量金属Si W供高溫蒸发使用; 再将生巧置于反应烧结炉中烧结,反应烧结溫度为1700~185(TC,并在该溫度及炉内真空度 小于lOOPa的条件下保溫6~36小时,制得炉底板毛巧; 5)将毛巧炉底板机械加工制得环形炉用Si-SiC质高溫陶瓷炉底板。
[0010] 本发明与现有技术相比,用Si- SiC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,从而提高了干卷的表面质量;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、成本只有耐热合金 材料的一半。
【具体实施方式】
[0011] 下面对本发明予W详细描述: 表1为本发明各实施例与对比例的原料取值列表; 表2为本发明各实施例与对比例的主要工艺参数取值及性能列表。
[0012] 本发明各实施例均按照W下步骤生产: 1) 混料:将粒度3~1mm的SiC: 30~50%,粒度0.074至小于1 mm的SiC: 15~35%,粒度小于 0.074mm的SiC: 30~45%,粒度小于0.074mm的炭粉:1~10%,另外添加有:上述原料总重量百分 比为4~9%的结合剂加入混娠机中进行混娠; 2) 成型:将混娠的泥料装入模型中,采用捣打成型或振动成型制成炉底板湿巧; 3) 进行干燥:将湿巧装入烘干炉中烘干,烘干溫度在110~180°C,并在该溫度下保溫32~ 72h,获得生巧; 4) 进行渗娃反应烧结:先在反应烧结炉内底部放置足够量金属Si W供高溫蒸发使用; 再将生巧置于反应烧结炉中烧结,反应烧结溫度为1700~185(TC,并在该溫度及炉内真空度 小于lOOPa的条件下保溫6~36小时,制得炉底板毛巧; 5) 将毛巧炉底板机械加工制得环形炉用Si-SiC质高溫陶瓷炉底板。
[0013] W下表1及表2中的实施例有关数据并非一一对应关系。
[0014] 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的纯度均不低于92wt%,炭粉含C量不低于90 wt %。
[0015]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不低于12个月,且娃钢钢卷变形小,根 据统计,成本降低至少在50%。
[0016]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. 一种环形炉炉底板用Si-Sic复合耐高温陶瓷,其原料组成及重量百分比含量为:粒 度3~1mm的SiC: 30~50%,粒度0 · 074至小于1 mm的SiC: 15~35%,粒度小于0 · 074mm的SiC: 30~ 45%,粒度小于0.074mm的炭粉:1~10%,另外添加有:上述原料总重量百分比4~9%的结合剂。2. 如权利要求1所述的一种环形炉炉底板用Si-SiC复合耐高温陶瓷,其特征在于:所述 的结合剂为:酚醛树脂或硅溶胶或水玻璃。3. 如权利要求1所述的一种环形炉炉底板用Si-SiC复合耐高温陶瓷,其特征在于:所述 的SiC纯度不低于92wt%。4. 如权利要求1所述的一种环形炉炉底板用Si-SiC复合耐高温陶瓷,其特征在于:所述 的炭粉含C量不低于90 wt %。5. 制备一种环形炉炉底板用Si-SiC复合耐高温陶瓷的方法,其步骤: 1) 混料:将粒度3~1mm的SiC: 30^50%,粒度0 · 074至小于1 mm的SiC: 15~35%,粒度小于 0.074mm的SiC: 30~45%,粒度小于0.074mm的炭粉:1~10%,另外添加有:上述原料总重量百分 比为4~9%的结合剂加入混碾机中进行混碾; 2) 成型:将混碾的泥料装入模型中,采用捣打成型或振动成型制成炉底板湿坯; 3) 进行干燥:将湿坯装入烘干炉中烘干,烘干温度在110~180°C,并在该温度下保温32~ 72h,获得生还; 4) 进行渗硅反应烧结:先在反应烧结炉内底部放置足够量金属Si以供高温蒸发使用; 再将生坯置于反应烧结炉中烧结,反应烧结温度为1700~1850Γ,并在该温度及炉内真空度 小于lOOPa的条件下保温6~36小时,制得炉底板毛坯; 5) 将毛坯炉底板机械加工制得环形炉用Si-SiC质高温陶瓷炉底板。
【文档编号】C04B35/66GK106083076SQ201610400467
【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
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