一种步进式加热炉用氧化锆质垫块的制备方法

摘要

本发明属于耐高温无机材料技术领域，具体涉及一种步进式加热炉用氧化锆质垫块的制备方法，取100份氧化锆粉、16-22份水和1.0-1.5份外加剂；所述外加剂为重量比为2:7:1的三聚磷酸钠、阿拉伯树胶粉和生石灰的混合物；经混料制坯、烧结、保制得步进式加热炉用氧化锆质垫块。本发明的制备方法工艺简便，可以直接进行烧结而不需要氮化反应，所得氧化锆质垫块耐高温、强度大、抗蠕变性能好、导热系数小、抗热震性好，能够有效地解决被加热钢坯与垫块接触部位的“水冷瘢”问题与因垫块高温“压缩”变形而造成钢坯走偏问题。

权利要求

1.一种用于步进式加热炉的氧化锆质垫块的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：(1)配料：以重量份计称取100份氧化锆粉，往其中加入16-22份水和1.0-1.5份外加剂，得到一种配料；所述氧化锆粉的纯度为≥80wt%，粒度小于3μm；

所述的外加剂为三聚磷酸钠、阿拉伯树胶粉与生石灰的混合物，其重量比为2:7:1；

(2)混料成型：将步骤(1)得到的配料加入球磨机中混磨制成料浆，然后将所述料桨浇注成型，静置养护后脱模得到垫块湿坯；

(3)烧结：将步骤(2)得到的垫块湿坯在100-120℃下保温24～48h，烘干后得到垫块生坯；将生坯置于高温炉中在1750℃～1850℃下保温12～24h，烧制成垫块烧结坯；最后将烧结坯机械加工制得步进式加热炉用的氧化锆质垫块。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述外加剂的粒度小于0.1mm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述生石灰的纯度为≥92wt%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤(2)中，其混磨时间为6～12h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中，其静置养护时间为24h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中，浇注成型方法是在石膏模中注浆成型。

7.根据权利要求1～6项中任一项权利要求所述制备方法得到的步进式加热炉用的氧化锆质垫块。

说明书

一种步进式加热炉用氧化锆质垫块的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于耐高温无机材料技术领域，具体涉及一种步进式加热炉用氧化锆质垫块的制备方法，以及所述方法得到的产品。

背景技术

[0002] 目前，冶金工业热轧厂步进式加热炉中水冷梁上的垫块大多采用耐热合金钢制作。由于耐热合金钢存在导热系数大、高温蠕变和氧化损坏等先天性缺陷，加热钢坯时易造成“走偏”、与垫块接触部位产生“水冷瘢”（因此温度不匀或低温而造成产品局部黑印）等情况，从而影响轧材质量。该问题已成为制约热轧薄板等高技术钢材轧钢生产的主要瓶颈之一。此外，“水冷瘢”区域温度低也导致钢坯的热塑性和延展性降低，钢板容易出现轧制裂纹而产生报废，而且钢板轧制越薄则废品率越高，尤其是生产高牌号取向硅钢板时，超薄型板材甚至无法轧制。

[0003] 为解决被加热钢坯与垫块接触部位产生“水冷瘢”的问题，热轧厂通常采用提高加热温度和延长加热时间的办法，以保证钢坯达到适当的热塑性和延展性，此法明显存在能耗高、钢坯烧蚀量大、生产速度慢及效率低的问题，且耐热钢垫块会因为高温蠕变而被“压缩”损坏，造成被加热钢坯出现“走偏”进而影响加热炉的正常生产。

发明内容

[0004] 为解决上述问题，本申请人在中国发明申请CN 102408242A一种碳化硅-氮化硅复合陶瓷垫块的基础上进一步研究，发现氧化锆质垫块具有的性能优势，因此，本发明为了克服现有技术的缺陷，提供一种工艺简单、成本低的步进式加热炉用的氧化锆质垫块的制备方法。

[0005] 本发明的目的是提供一种用于步进式加热炉的氧化锆质垫块的制备方法。

[0006] 本发明的另一个目的是提供一种采用所述制备方法制备得到的步进式加热炉用的氧化锆质垫块。

[0007] 一种用于步进式加热炉的氧化锆质垫块的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：

[0008] (1)配料：以重量份计称取100份氧化锆粉，加入16-22份水和1.0-1.5份外加剂；所述外加剂为重量比为2:7:1的三聚磷酸钠、阿拉伯树胶粉和生石灰的混合物；

[0009] (2)混料成型：将步骤(1)中的配料加入球磨机中混磨制成料浆，然后将所述料浆浇注成型，静置养护后脱模得到垫块湿坯；

[0010] (3)烧结：将垫块湿坯在100-120℃下保温24~48h，烘干后得到垫块生坯；将生坯置于高温炉中在1750℃~1850℃下保温12~24h，烧制成垫块烧结坯；最后将烧结坯机械加工制得步进式加热炉用氧化锆质垫块。

[0011] 在本发明中，优选地氧化锆粉的纯度为≥80wt%，粒度小于3μm。

[0012] 所述外加剂混合物应当经过碾磨，使其粒度小于0.1mm。

[0013] 本发明所使用的生石灰的纯度为≥92wt%。

[0014] 根据一种优选的实施方式，步骤(2)的混磨时间为6~12h；步骤(2)的静置养护时间为24h；步骤(2)的浇注成型方法是在石膏模中注浆成型。

[0015] 本发明还涉及上述制备方法得到的步进式加热炉用氧化锆质垫块。

[0016] 下面将更详细的描述本发明的技术方案。

[0017] 本发明的步进式加热炉用氧化锆质垫块的制备方法步骤如下：

[0018] (1)配料：以重量份计称取100份氧化锆粉，加入16-22份水和1.0-1.5份外加剂；所述外加剂为重量比为2:7:1的三聚磷酸钠、阿拉伯树胶粉和生石灰的混合物。

[0019] 氧化锆（ZrO2）具有高硬度，高强度，高韧性，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能，在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。本发明的氧化锆选用纯度不小于80wt、粒度小于3μm的粉末材料，这是市场上能够购买获得产品，例如安阳市振东窑业有限责任公司生产销售的超细氧化锆细粉产品。

[0020] 三聚磷酸钠（Sodium Tripolyphosphate，STPP）呈白色粉末，对钙镁等金属离子有显著的螯合能力，能软化硬水，使悬浮液变成溶液，具有弱碱性，无腐蚀性，是一种无机物表面活性剂，对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用。本发明使用的三聚磷酸钠例如是石家庄万冶磷业有限公司生产生产销售的工业级三聚磷酸钠。

[0021] 阿拉伯树胶粉（Cas号9000-01-5）可用作天然乳化稳定剂、增稠剂、悬浮剂、粘合剂、成膜剂、上光剂和水溶性膳食纤维等。本发明使用的阿拉伯树胶粉例如是广东贝伊贸易有限公司销售的工业级阿拉伯树胶粉。

[0022] 本发明所使用的生石灰的纯度不小于92wt。

[0023] 将三聚磷酸钠、阿拉伯树胶粉和生石灰按上述重量比例混合后磨细，得到粒度小于0.1mm的外加剂粉末。

[0024] (2)混料成型：将步骤(1)得到的配料加入球磨机中混磨制成料浆，然后将所述料浆浇注成型，静置养护后脱模得到垫块湿坯。

[0025] 本发明所使用的球磨机是陶瓷球磨机或具有橡胶或塑料内衬的球磨机。

[0026] 根据本发明的一种优选的实施方式，其三聚磷酸钠、阿拉伯树胶粉和生石灰混合物的混磨时间为6~12h。所述料浆浇注成型的静置养护时间为24h；浇注成型方法是在石膏模中注浆成型。

[0027] (3)烧结：将步骤(2)得到的垫块湿坯在100-120℃下保温24~48h，烘干后得到垫块生坯；将生坯置于高温炉中在1750℃~1850℃下保温12~24h，烧制成垫块烧结坯；最后将烧结坯机械加工制得步进式加热炉用的氧化锆质垫块。

[0028] 本发明使用的烘干设备例如是西安恒新窑炉技术有限公司生产的干燥梭式窑。

[0029] 本发明使用的高温炉例如是西安恒新窑炉技术有限公司生产的超高温梭式窑。

[0030] 由此可见，本发明的制备方法工艺简便，可以直接进行烧结而不需要氮化反应。因此，用该方法制备的氧化锆质垫块耐高温、强度大、抗蠕变性能好、导热系数小、抗热震性好，能够有效地解决被加热钢坯与垫块接触部位的“水冷瘢”问题与因垫块高温“压缩”变形而造成钢坯走偏问题。