专利名称：一种耐用型硅钢炉底辊套管及其制备方法
技术领域：
本发明属于以碳质原料制备耐高温冶金材料的技术领域。尤其涉及一种耐用型硅
钢炉底辊套管及其制备方法。
背景技术：
20世纪80年代以来，钢铁工业开发出连续退火系统来生产高质量钢板，由此产生了对高质量炉底辊的需求，而且这种需求随着钢铁工业的发展而日益增长。由于硅钢薄板具有特殊的性能，生产硅钢板的连续退火炉对炉底辊套管具有更加独特的要求，目前硅钢炉底辊所使用的套管为碳质材料套管。 专利JP57137419A， JP57140377A， 1092324A， CN1117479， CN1994967, CN2199206分别叙述了硅钢炉底辊套管及其制备与表面处理方法，所制备的碳质炉底辊套管能够用于硅钢板的成产。自20世纪80年代至今，这种碳质炉底辊套管为硅钢板的成产发挥了巨大的作用，一直处于不可替代的地位。但是，经过多年的生产应用情况表明，也存在一些突出的问题，主要表现在使用过程中产生表面结瘤，划伤硅钢板的表面，影响硅钢板的电性能而造成废品；耐磨性不好，使用一段时间后，套管中间被磨损变细而形成"哑铃状"，造成变形而出现次品；抗氧化性不好，在热处理硅钢的高温条件下逐渐被炉中的高温H20气体所氧化，使碳质炉底辊套管表面疏松、出现麻面、降低耐磨性、进而縮短使用寿命，同时也会出现加剧结瘤并影响硅钢板质量等问题。
发明内容
本发明的任务是提供一种抗氧化性能好、强度高、耐磨性好、气孔率低、不结瘤和有利于提高硅钢板质量的耐用型硅钢炉底辊套管及其制备方法。 为实现上述任务，本发明所采用的技术方案是将2 10wt^的致密碳质原料大颗粒、2 10wt%的致密碳质原料小颗粒、80 95wt%的致密碳质原料细粉和0. 3 2. Owt^的Si微粉混合，外加上述配合料8 20wt^的结合剂，混碾20 30分钟。
本发明的制备工艺是将混碾后的混合料压制成硅钢炉底辊套管管坯，压制成的硅钢炉底辊套管管坯，经1400 145(TC条件下保温4 8小时焙烧；再置于密封的压力容器内，在真空度为10000 20000Pa条件下保持15 30分钟，然后开启阀门注入焦油至管坯全部被浸泡，抽气至真空度为10000 20000Pa，保持15 30分钟；最后在1950 215(TC的高温条件下保温8 12小时，采用车床和磨床加工，将超高温烧成的硅钢炉底辊套管管坯加工至表面粗糙度《12. 5 (国标GB1031-1983)，即制备成硅钢炉底辊套管。
上述技术方案中致密碳质原料为致密不定形碳，其中的灰分《1% ;致密碳质原料大颗粒为0. 5 2. Omm，致密碳质原料小颗粒为0 0. 5mm，致密碳质原料细粉《200目；Si微粉《300目；结合剂或为沥青粉或为沥青粉与酚醛树脂的混合物；压制成型是用等静压方法压制成硅钢炉底辊套管管坯，压强为200 300MPa。 由于采用上述技术方案，本发明采用致密碳素材料和Si微粉，配料是以细粉为主，所制备的耐用型硅钢炉底辊套管具有体积密度大、气孔率低而且孔径小等优点；同时在高温烧成过程中，Si微粉与C反应生成SiC微晶体，可以增加套管的强度、增强耐磨性，提高了该套管的抗氧化性能；高温烧成时，无定形碳容易石墨化而转化成石墨结构，有利于其表面的自润滑性能，保障硅钢板的表面光洁度，在生产使用中表面不结瘤，克服了因表面结瘤而划伤硅钢板的问题。由于该套管具有抗氧化性和耐磨性好的特点，可有效减缓套管的使用磨损，增强材料的耐用性，延长使用寿命，更重要的是保障了硅钢的正常生产，稳定产品质量，大幅度提高生产效益。 因此，本发明具有使用寿命长、抗氧化性能好、强度高、耐磨性好、气孔率低、不结瘤和有利于提高硅钢板质量的特点。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
，对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式
将要涉及到的原料理化技术参数统一描述如下，实施例不再赘述致密碳质原料为致密不定形碳，其中的灰分《1%;致密碳质原料大颗粒为0. 5 2. Omm，致密碳质原料小颗粒为0 0. 5mm，致密碳质原料细粉《200目；Si微粉《300目；压制成型是用液压机等静压方法压制成硅钢炉底辊套管管坯，压强为200 300MPa。 实施例1 —种耐用型硅钢炉底辊套管及其制备方法。将2 6wt%的致密碳质原料大颗粒、6 10wt^的致密碳质原料小颗粒、85 90wt^的致密碳质原料细粉和1. 2 1. 6wt^的Si微粉混合，外加上述配合料8 12wt^的沥青粉与酚醛树脂的混合物，混碾20 30分钟。 本实施例的制备工艺是先将混碾后的混合料压制成硅钢炉底辊套管管坯，压制成的硅钢炉底辊套管管坯经1400 142(TC条件下保温6 8小时焙烧；再置于密封的压力容器内，在真空度为10000 1500Pa条件下保持20 30分钟，然后开启阀门注入焦油至管坯全部被浸泡，再抽气至真空度为10000 15000Pa，保持20 30分钟；最后在2100 215(TC的高温条件下保温8 10小时，采用车床和磨床加工，将超高温烧成的硅钢炉底辊套管管坯加工至表面粗糙度《12. 5 (国标GB1031-1983)，即制备成硅钢炉底辊套管。
实施例2 —种耐用型硅钢炉底辊套管及其制备方法。将6 10wt^的致密碳质原料大颗粒、6 10wt^的致密碳质原料小颗粒、80 85wt^的致密碳质原料细粉和1. 6 2. Owt%的Si微粉混合，外加上述配合料12 15wt%的沥青粉与酚醛树脂的混合物，混碾20 30分钟。 本实施例的制备工艺是先将混碾后的混合料压制成硅钢炉底辊套管管坯，压制成的硅钢炉底辊套管管坯经1410 143(TC条件下保温6 8小时焙烧；再置于密封的压力容器内，在真空度为11000 15000Pa条件下保持20 30分钟，然后开启阀门注入焦油至管坯全部被浸泡，再抽气至真空度为11000 15000Pa，保持20 30分钟；最后在2050 210(TC的高温条件下保温8 10小时，采用车床和磨床加工，将超高温烧成的硅钢炉底辊套管管坯加工至表面粗糙度《12. 5，即制备成硅钢炉底辊套管。
实施例3 —种耐用型硅钢炉底辊套管及其制备方法。将2 6wt%的致密碳质原料大颗粒、2 6wt^的致密碳质原料小颗粒、90 95wt^的致密碳质原料细粉和0. 3 0. 8wt^的Si微粉混合，外加上述配合料15 20wt%的沥青粉与酚醛树脂的混合物，混碾20 30分钟。 本实施例的制备工艺是先将混碾后的混合料压制成硅钢炉底辊套管管坯，压制成的硅钢炉底辊套管管坯经1420 144(TC条件下保温5 7小时焙烧；再置于密封的压力容器内，在真空度为12000 18000Pa条件下保持18 28分钟，然后开启阀门注入焦油至管坯全部被浸泡，再抽气至真空度为12000 18000Pa，保持18 28分钟；最后在2000 205(TC的高温条件下保温9 11小时，采用车床和磨床加工，将超高温烧成的硅钢炉底辊套管管坯加工至表面粗糙度《12. 5，即制备成硅钢炉底辊套管。
实施例4 —种耐用型硅钢炉底辊套管及其制备方法。将6 10wt^的致密碳质原料大颗粒、2 6wt^的致密碳质原料小颗粒、85 90wt^的致密碳质原料细粉和0. 8 1. 2wt%的Si微粉混合，外加上述配合料8 12wt^的沥青粉，混碾20 30分钟。
本实施例的制备工艺是先将混碾后的混合料压制成硅钢炉底辊套管管坯，压制成的硅钢炉底辊套管管坯经1430 145(TC条件下保温4 6小时焙烧；再置于密封的压力容器内，在真空度为13000 19000Pa条件下保持18 28分钟，然后开启阀门注入焦油至管坯全部被浸泡，再抽气至真空度为13000 19000Pa，保持18 28分钟；最后在1950 200(TC的高温条件下保温10 12小时，采用车床和磨床加工，将超高温烧成的硅钢炉底辊套管管坯加工至表面粗糙度《12. 5，即制备成硅钢炉底辊套管。
实施例5 —种耐用型硅钢炉底辊套管及其制备方法。将6 10wt^的致密碳质原料大颗粒、6 10wt^的致密碳质原料小颗粒、80 85wt^的致密碳质原料细粉和1. 6 2. Owt%的Si微粉混合，外加上述配合料15 20wt^的沥青粉，混碾20 30分钟。
本实施例的制备工艺是先将混碾后的混合料压制成硅钢炉底辊套管管坯，压制成的硅钢炉底辊套管管坯经1420 144(TC条件下保温5 7小时焙烧；再置于密封的压力容器内，在真空度为15000 20000Pa条件下保持15 25分钟，然后开启阀门注入焦油至管坯全部被浸泡，再抽气至真空度为15000 20000Pa，保持15 25分钟；最后在1950 200(TC的高温条件下保温10 12小时，采用车床和磨床加工，将超高温烧成的硅钢炉底辊套管管坯加工至表面粗糙度《12. 5，即制备成硅钢炉底辊套管。 本具体实施方式
采用致密碳素材料和Si微粉，配料是以细粉为主，所制备的耐用型硅钢炉底辊套管具有体积密度大、气孔率低而且孔径小等优点；同时在高温烧成过程中，Si微粉与C反应生成SiC微晶体，可以增加套管的强度、增强耐磨性，同时提高了套管的抗氧化性能；高温烧成时，无定形碳容易石墨化而转化成石墨结构，有利于该套管表面的自润滑性能，保障硅钢板的表面光洁度，故在生产使用中表面不结瘤，克服了因表面结瘤而划伤硅钢板的问题。由于该套管具有抗氧化性和耐磨性好的特点，可有效减缓套管的使用磨损，增强材料的耐用性，延长使用寿命，更重要的是保障硅钢的正常生产，稳定产品质量，大幅度提高生产效益。
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因此，本具体实施方式
具有使用寿命长、抗氧化性能好、强度高、耐磨性好、气孔率低、不结瘤和有利于提高硅钢板质量的特点。
权利要求
一种耐用型硅钢炉底辊套管的制备方法，其特征在于将2～10wt％的致密碳质原料大颗粒、2～10wt％的致密碳质原料小颗粒、80～95wt％的致密碳质原料细粉和0.3～2.0wt％的Si微粉混合，外加上述配合料8～20wt％的结合剂，混碾20～30分钟；将混碾后的混合料压制成硅钢炉底辊套管管坯，压制成的硅钢炉底辊套管管坯经1400～1450℃条件下保温4～8小时焙烧；再置于密封的压力容器内，在真空度为10000～20000Pa条件下保持15～30分钟，然后开启阀门注入焦油至管坯全部被浸泡，抽气至真空度为10000～20000Pa，保持15～30分钟；最后在1950～2150℃的高温条件下保温8～12小时，采用车床和磨床加工，将超高温烧成的硅钢炉底辊套管管坯加工至表面粗糙度≤12.5，即制备成硅钢炉底辊套管。
2. 根据权利要求1所述的耐用型硅钢炉底辊套管的制备方法，其特征在于所述的致密碳质原料为致密不定形碳，其中的灰分《1%;致密碳质原料大颗粒为0. 5 2. Omm，致密碳质原料小颗粒为0 0. 5mm，致密碳质原料细粉《200目。
3. 根据权利要求1所述的耐用型硅钢炉底辊套管的制备方法，其特征在于所述的Si微粉《300目。
4. 根据权利要求1所述的耐用型硅钢炉底辊套管的制备方法，其特征在于所述的结合剂或为沥青粉或为沥青粉与酚醛树脂的混合物。
5. 根据权利要求1所述的耐用型硅钢炉底辊套管的制备方法，其特征在于所述的压制是用等静压方法压制成硅钢炉底辊套管管坯，压强为200 300MPa。
6. 根据权利要求1 5所述的耐用型硅钢炉底辊套管的制备方法所制备的耐用型硅钢炉底辊套管。
全文摘要
本发明涉及一种硅钢炉底辊套管及其制备方法。其技术方案是将2～10wt％的致密碳质原料大颗粒、2～10wt％的致密碳质原料小颗粒、80～95wt％的致密碳质原料细粉和0.3～2.0wt％的Si微粉混合，外加上述配合料8～20wt％的结合剂，混碾20～30分钟。混碾后压制成硅钢炉底辊套管管坯，经1400～1450℃条件下保温4～8小时焙烧；再置于压力容器内，在10000～20000Pa条件下保持15～30分钟，然后注入焦油至管坯全部被浸泡，抽气至真空度为10000～20000Pa，保持15～30分钟；最后在1950～2150℃的高温条件下保温8～12小时，机械加工至表面粗糙度≤12.5。本发明具有使用寿命长、抗氧化性能好、强度高、耐磨性好、气孔率低、不结瘤和能提高硅钢板质量的特点。
文档编号C04B35/66GK101768002SQ20091027345
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者刘奎然, 白晨, 祝洪喜, 邓承继, 钟庆 申请人:武汉科技大学