專利名稱：一種步進式加熱爐用氧化鋯質墊塊的制備方法
技術領域：
本發明屬于耐高溫無機材料技術領域，具體涉及一種步進式加熱爐用氧化鋯質墊塊的制備方法，以及所述方法得到的產品。
背景技術：
目前，冶金工業熱軋廠步進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熱系數大、高溫蠕變和氧化損壞等先天性缺陷，加熱鋼坯時易造成“走偏”、與墊塊接觸部位產生“水冷瘢”(因此溫度不勻或低溫而造成產品局部黑印)等情況，從而影響軋材質量。該問題已成為制約熱軋薄板等高技術鋼材軋鋼生產的主要瓶頸之一。此外，“水冷瘢”區域溫度低也導致鋼坯的熱塑性和延展性降低，鋼板容易出現軋制裂紋而產生報廢，而且鋼板軋制越薄則廢品率越高，尤其是生產高牌號取向硅鋼板時，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生“水冷瘢”的問題，熱軋廠通常采用提高加熱溫度和延長加熱時間的辦法，以保證鋼坯達到適當的熱塑性和延展性，此法明顯存在能耗高、鋼坯燒蝕量大、生產速度慢及效率低的問題，且耐熱鋼墊塊會因為高溫蠕變而被“壓縮”損壞，造成被加熱鋼坯出現“走偏”進而影響加熱爐的正常生產。
發明內容
為解決上述問題，本申請人在中國發明申請CN 102408242A—種碳化硅-氮化硅復合陶瓷墊塊的基礎上進一步研究，發現氧化鋯質墊塊具有的性能優勢，因此，本發明為了克服現有技術的缺陷，提供一種工藝簡單、成本低的步進式加熱爐用的氧化鋯質墊塊的制備方法。本發明的目的是提供一種用于步進式加熱爐的氧化鋯質墊塊的制備方法。本發明的另一個目的是提供一種采用所述制備方法制備得到的步進式加熱爐用的氧化鋯質墊塊。一種用于步進式加熱爐的氧化鋯質墊塊的制備方法，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中混磨制成料漿，然后將所述料漿澆注成型，靜置養護后脫模得到墊塊濕坯；(3)燒結將墊塊濕坯在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，燒制成墊塊燒結坯；最后將燒結坯機械加工制得步進式加熱爐用氧化鋯質墊塊。在本發明中，優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當經過碾磨，使其粒度小于0. 1_。
本發明所使用的生石灰的純度為彡92wt%。根據一種優選的實施方式，步驟⑵的混磨時間為6 1此；步驟⑵的靜置養護時間為24h ;步驟(2)的澆注成型方法是在石膏模中注漿成型。本發明還涉及上述制備方法得到的步進式加熱爐用氧化鋯質墊塊。下面將更詳細的描述本發明的技術方案。本發明的步進式加熱爐用氧化鋯質墊塊的制備方法步驟如下
(I)配料以重量份計稱取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，高強度，高韌性，極高的耐磨性及耐化學腐蝕性等等優良的物化性能，在陶瓷、耐火材料、機械、電子、光學、航空航天、生物、化學等等各種領域獲得廣泛的應用。本發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品，例如安陽市振東窯業有限責任公司生產銷售的超細氧化鋯細粉產品。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，是一種無機物表面活性劑，對潤滑油和脂肪有強烈的乳化作用。本發明使用的三聚磷酸鈉例如是石家莊萬冶磷業有限公司生產生產銷售的工業級三聚磷酸鈉。阿拉伯樹膠粉(Cas號9000-01-5)可用作天然乳化穩定劑、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。本發明使用的阿拉伯樹膠粉例如是廣東貝伊貿易有限公司銷售的工業級阿拉伯樹膠粉。本發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，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中混磨制成料漿，然后將所述料漿澆注成型，靜置養護后脫模得到墊塊濕坯。本發明所使用的球磨機是陶瓷球磨機或具有橡膠或塑料內襯的球磨機。根據本發明的一種優選的實施方式，其三聚磷酸鈉、阿拉伯樹膠粉和生石灰混合物的混磨時間為6 12h。所述料漿澆注成型的靜置養護時間為24h ;澆注成型方法是在石膏模中注漿成型。(3)燒結將步驟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，燒制成墊塊燒結坯；最后將燒結坯機械加工制得步進式加熱爐用的氧化鋯質墊塊。本發明使用的烘干設備例如是西安恒新窯爐技術有限公司生產的干燥梭式窯。本發明使用的高溫爐例如是西安恒新窯爐技術有限公司生產的超高溫梭式窯。由此可見，本發明的制備方法工藝簡便，可以直接進行燒結而不需要氮化反應。因此，用該方法制備的氧化鋯質墊塊耐高溫、強度大、抗蠕變性能好、導熱系數小、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“水冷瘢”問題與因墊塊高溫“壓縮”變形而造成鋼坯走偏問題。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例對本發明作進ー步描述，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。實施例I稱取氧化鋯細粉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，在陶瓷球磨機中混磨IOh制成料漿，然后注入石膏模中，靜置養護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1750°C下常壓保溫24h，燒制成墊塊燒結坯。將燒結坯進行常規的機械加工，制得步進式加熱爐用的氧化鋯質墊塊。實施例2稱取氧化鋯細粉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I. 4kg，在混磨IOh制成料漿，注入石膏模靜置養護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1790°C下常壓保溫20h，燒制成墊塊燒結坯。將燒結坯進行常規的機械加工，制得步進式加熱爐用氧化鋯質墊塊。實施例3稱取氧化鋯細粉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I. 5kg，在混磨12h制漿，注入石膏模靜置養護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1850°C下常壓保溫12h，燒制成墊塊燒結坯。將燒結坯進行常規的機械加工，制得步進式加熱爐用氧化鋯質墊塊。由此可見，本發明エ藝簡便，無需氮化反應即可燒結。用該方法制備的氧化鋯質墊塊耐高溫、強度大、抗蠕變性能好、導熱系數小、抗熱震性好。
權利要求
1.一種用于步進式加熱爐的氧化鋯質墊塊的制備方法，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中混磨制成料漿，然后將所述料槳澆注成型，靜置養護后脫模得到墊塊濕坯； (3)燒結將步驟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，燒制成墊塊燒結坯；最后將燒結坯機械加工制得步進式加熱爐用的氧化鋯質墊塊。
2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于所述生石灰的純度為>92wt%。
5.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于在步驟(2)中，其混磨時間為6 121!。
6.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中，其靜置養護時間為24h。
7.根據權利要求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.根據權利要求Γ7項中任一項權利要求所述制備方法得到的步進式加熱爐用的氧化鋯質墊塊。
全文摘要
本發明屬于耐高溫無機材料技術領域，具體涉及一種步進式加熱爐用氧化鋯質墊塊的制備方法，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；經混料制坯、燒結、保制得步進式加熱爐用氧化鋯質墊塊。本發明的制備方法工藝簡便，可以直接進行燒結而不需要氮化反應，所得氧化鋯質墊塊耐高溫、強度大、抗蠕變性能好、導熱系數小、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“水冷瘢”問題與因墊塊高溫“壓縮”變形而造成鋼坯走偏問題。
文檔編號C04B35/66GK102765956SQ20121029547
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者張小東, 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