陶瓷顆粒粘結劑、其製備方法及用其製備陶瓷顆粒的方法
2023-04-24 13:30:16 1
專利名稱：：陶瓷顆粒粘結劑、其製備方法及用其製備陶瓷顆粒的方法
技術領域：
：本發明涉及粘結劑領域，具體地說，本發明涉及陶瓷顆粒粘結劑、其製備方法及用該陶瓷顆粒粘結劑製備陶瓷顆粒的方法。
背景技術：
：近年來，隨著鋼鐵工業在市場競爭中面臨的挑戰加劇，市場需求鋼鐵材料質量不斷提高，因而產生了多種提高鋼材質量的生產技術，同時也出現了使用陶瓷過濾器去除鋼液夾雜物的技術。目前過濾器主要應用在連鑄中間包中，其形狀是直通孔型的陶瓷過濾器，材質為氧化鈣的多孔過濾器可以去除細小的Al20s夾雜，且降低死區比率。過濾器的使用對去除鋼液中的夾雜物有明顯效果，甚至能去除部分小於5ym的夾雜物，但由於鋼水的高溫、高密度、大表面張力、夾雜物的細小性等特性，鋼水過濾器目前仍處於開發階段。鋼水過濾器採用的是煉鋼用高級陶瓷耐火材料，且必須具備以下要求①高溫下不軟化、不熔融；②高溫下不喪失結構強度；③高溫下體積穩定；④具有抗熱震性；⑤高溫下具有抗侵蝕能力；⑥高溫下有足夠的強度和耐磨性。煉鋼用陶瓷泡沫過濾器是一種微孔結構材料，具有很高的疏鬆度(8290%)。目前，製造具備以上要求的過濾器的主要材料有莫來石(3八12032Si02)、氧化鋁(Al203)和穩定氧化鋯(Zr02+MgO)。氧化鋁陶瓷過濾器主要有泡沫陶瓷過濾器，它採用有機泡沬浸漬工藝製得的多孔陶瓷材料，具有完全連通的開孔結構，氣孔率高，孔徑大，但它抗熱震性能比較差。這種泡沫陶瓷過濾器經過高溫燒結，溫度一般都在200(TC左右。表1是目前工業上常用的陶瓷過濾器的成分及其技術指標。表l常用陶瓷過濾器的成分及其技術指標tableseeoriginaldocumentpage40.185~0.275表1中，'孔數指2.51cm長度上的孔數；抗熱震性為快速加熱至115(TC後至急冷至室溫的失重量；荷重變形率為150(TC，0.054Mpa加重3h的變形率。上述陶瓷過濾器在高溫下不軟化、不熔融，不喪失結構強度，及具有抗熱震性和高溫下抗侵蝕能力等特點，但是它們都存在一個共同的缺點，需要在2000'C高溫燒結，當在160(TC左右過濾鋼水時，由於陶瓷過濾表面非常堅硬，夾雜物很難停留在陶瓷過濾器表面，容易被鋼水衝刷掉，因此，它依靠濾餅機理捕獲鋼水中夾雜物。在過濾開始階段，鋼水中細小夾雜物不易被陶瓷過濾器捕獲，等到大尺寸夾雜物被捕獲減小了陶瓷過濾器的孔徑(即濾餅機理)時，則相應地增加了過濾器的過濾阻力，降低了其過濾效率。e為了解決上述問題，本發明者通過研究開發了一種用於過濾鋼水的陶瓷顆粒粘結劑，它採用蛇紋石作為其主要成分,'通過添加Al203調控蛇紋石的熔化溫度，使粘結劑的熔化溫度達到160(TC左右，從而完成了本發明。本發明的第一個目的在於提供一種陶瓷顆粒粘結劑。本發明的第二個目的在於提供所述陶瓷顆粒粘結劑的製備方法。本發明的第三個目的在於提供以所述陶瓷顆粒粘結劑製備陶瓷顆粒的方法。
發明內容本發明的第一個方面提供了一種陶瓷顆粒粘結劑，該陶瓷顆粒粘結劑由蛇紋石礦粉和八1203組成，兩者的重量百分比為蛇紋石礦粉70~80%、A1203:20~30%。本發明的陶瓷顆粒粘結劑採用蛇紋石礦粉作為其主體成分，蛇紋石是一種富含鎂的矽酸鹽巖石，由超基性巖受高溫熱液作用變質而成，其化學結構式為Mg6[Si4O10](OH)8,其中MgO佔43%、Si02佔44.1%，H20佔12,9%,熔化溫度為l勵1300°C，具有耐熱、抗腐蝕、耐磨等特性，且蛇紋石價格低廉。但是，如直接採用蛇紋石礦粉作為陶瓷顆粒的粘結劑，在160(TC的條件下過濾鋼水，鋼水會熔化粘結劑，易使陶瓷顆粒被鋼水衝刷掉而產生新的夾雜物。Al203的熔點非常高，大於200(TC，而熔融蛇紋石是一種玻璃熔劑，對氧化物具有很強的溶解性，因此，八1203的添加能夠提高蛇紋石的熔化溫度，使粘結劑的熔化溫度達到160(TC左右。本發明的第二個方面提供了所述陶瓷顆粒粘結劑的製備方法，該方法包括以下步驟(1)將7080wt。/。蛇紋石礦粉與20~30wt%Al2O3球磨，混合均勻；(2)於陶瓷坩堝內加熱熔融至16001650°C，保溫11.2個時；(3)再次球磨至200250目的粒度。本發明的第三個方面提供了以所述陶瓷顆粒粘結劑製備陶瓷顆粒的方法，該方法包括以下步驟(1)用水將所述陶瓷顆粒粘結劑調製成懸浮液，固液比為l:5~5.5;(2)採用懸浮液噴灑工藝將陶瓷顆粒粘結劑懸浮液塗覆到陶瓷顆粒表面；(3)加熱至16001650°C，保溫2030分鐘。本發明的有益效果為1、通過添加少量八1203即可調節蛇紋石的熔化溫度。2、成本低，製備工藝簡單，操作方便。3、採用本發明陶瓷顆粒粘結劑製備的陶瓷顆粒深床過濾鋼水，能有效地捕獲夾雜物，且陶瓷顆粒不會被鋼水衝刷掉產生新的夾雜物。具體實施方式以下用實施例對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發明最佳實施方式的描述，並不對本發明的範圍有任何限制。將蛇紋石礦粉和八1203按表2所示的配方球磨，混合均勻後放入陶瓷坩堝內，用高溫電阻爐熔融，當溫度達到1600'C時，保溫1小時。再將上述熔煉的混合物從坩堝中取出，用球磨機球磨，使平均粒度為200目；用水將上述粉體調製成懸浮液，固液比為1:5。然後稱取10kg陶瓷顆粒置於鋼板上，在鋼板的下方通1000W電爐加熱，用噴灑器將上述懸浮液噴入到被加熱的陶瓷顆粒表面，蒸發水氣，最後將陶瓷顆粒放入高溫電阻爐進行加熱，當溫度達到1600°C時，保溫20分鐘。實施例2將蛇紋石礦粉和八1203按表2所示的配方球磨，混合均勻後放入陶瓷坩堝內，用高溫電阻爐熔融，當溫度達到161(TC時，保溫1小時。再將上述熔煉的混合物從坩堝中取出，用球磨機球磨，使平均粒度為220目；用水將上述粉體調製成懸浮液，固液比為1:5。然後稱取10kg陶瓷顆粒置於鋼板上，在鋼板的下方通1000W電爐加熱，用噴灑器將上述懸浮液噴入到被加熱的陶瓷顆粒表面，蒸發水氣，最後將陶瓷顆粒放入高溫電阻爐進行加熱，當溫度達到1620°C時，保溫22分鐘。實施例3將蛇紋石礦粉和八1203按表2所示的配方球磨，混合均勻後放入陶瓷坩堝內，用高溫電阻爐熔融，當溫度達到1625'C時，保溫U小時。再將上述熔煉的混合物從坩堝中取出，用球磨機球磨，使平均粒度為220目；用水將上述粉體調製成懸浮液，固液比為1:5.3。然後稱取10kg陶瓷顆粒置於鋼板上，在鋼板的下方通1000W電爐加熱，用噴灑器將上述懸浮液噴入到被加熱的陶瓷顆粒表面，蒸發水氣，最後將陶瓷顆粒放入高溫電阻爐進行加熱，當溫度達到1630°C時，保溫25分鐘。實施例4將蛇紋石礦粉和八1203按表2所示的配方球磨，混合均勻後放入陶瓷坩堝內，用高溫電阻爐熔融，當溫度達到1645'C時，保溫U小時。再將上述熔煉的混合物從坩堝中取出，用球磨機球磨，使平均粒度為240目；6用水將上述粉體調製成懸浮液，固液比為1:5。然後稱取10kg陶瓷顆粒置於鋼板上，在鋼板的下方通1000W電爐加熱，用噴灑器將上述懸浮液噴入到被加熱的陶瓷顆粒表面，蒸發水氣，最後將陶瓷顆粒放入高溫電阻爐進行加熱，當溫度達到1635°C時，保溫25分鐘。實施例5將蛇紋石礦粉和八1203按表2所示的配方球磨，混合均勻後放入陶瓷坩堝內，用高溫電阻爐熔融，當溫度達到165(TC時，保溫1.2小時。再將上述熔煉的混合物從坩堝中取出，用球磨機球磨，使平均粒度為250目；用水將上述粉體調製成懸浮液，固液比為1:5.5。然後稱取10kg陶瓷顆粒置於鋼板上，在鋼板的下方通1000W電爐加熱，用噴灑器將上述懸浮液噴入到被加熱的陶瓷顆粒表面，蒸發水氣，最後將陶瓷顆粒放入高溫電阻爐進行加熱，當溫度達到1650°C時，保溫30分鐘。比較例1-3實施方法同實施例1，其中蛇紋石礦粉和八1203的添加量見表2。表2本發明實施例卜5及比較例1-4的陶瓷顆粒粘結劑配方(kg)tableseeoriginaldocumentpage7試驗例取同樣的鋼水8份，每份300kg,採用大樣電解法測量其夾雜物含量；再用實施例1-5及比較例1-3製得的陶瓷顆粒分別過濾該8份鋼水，然後採用大樣電解法測量其夾雜物含量，本發明陶瓷顆粒過濾鋼水的效果見表3，其去除夾雜物效果(％)按如下公式計算經陶瓷顆粒過濾後的鋼水中夾雜物含量原鋼水中夾雜物含量表3本發明實施例1-5及比較例1-3所得陶瓷顆粒過濾鋼水效果tableseeoriginaldocumentpage159從表3可以看出，採用本發明成分配比的陶瓷顆粒粘結劑製成的陶瓷顆粒能有效地捕獲鋼水中的夾雜物，去除夾雜物效果均在50%以上。權利要求1、一種陶瓷顆粒粘結劑，其特徵在於，所述陶瓷顆粒粘結劑由蛇紋石礦粉和Al2O3組成，兩者的重量百分比為蛇紋石礦粉70～80％、Al2O320～30％。2、權利要求l所述陶瓷顆粒粘結劑的製備方法，其特徵在於包括以下步驟(1)將7080wt。/。蛇紋石礦粉與20~30wt%Al2O3球磨，混合均勻；(2)於陶瓷坩堝內加熱熔融至16001650°C，保溫11.2小時；(3)再次球磨至200250目的粒度。3、以權利要求1所述的陶瓷顆粒粘結劑製備陶瓷顆粒的方法，其特徵在於包括以下步驟'(1)用水將所述陶瓷顆粒粘結劑調製成懸浮液，固液比為l:5~5.5;(2)採用懸浮液噴灑工藝將陶瓷顆粒粘結劑懸浮液塗覆到陶瓷顆粒表面；(3)加熱至160(TC1650。C，保溫2030分鐘。全文摘要本發明提供了一種陶瓷顆粒粘結劑、其製備方法及用該陶瓷顆粒粘結劑製備陶瓷顆粒的方法。本發明的陶瓷顆粒粘結劑採用價格低廉的蛇紋石作為其主要成分，通過添加Al2O3調控蛇紋石的熔化溫度，使粘結劑的熔化溫度達到1600℃左右。採用本發明陶瓷顆粒粘結劑製備的陶瓷顆粒能有效地捕獲鋼水中夾雜物，且陶瓷顆粒不會被鋼水衝刷掉產生新的夾雜物。文檔編號B22D11/119GK101328074SQ20071009388公開日2008年12月24日申請日期2007年6月22日優先權日2007年6月22日發明者立張,園方申請人:寶山鋼鐵股份有限公司