本發明專利技術提供了一種ＺｒＯ↓［２］陶瓷高爐風口襯套，該風口襯套是以工業用ＺｒＯ↓［２］和Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］為原料，加入適量的Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］、ＭｇＯ及硅酸鹽復合添加劑制成，其材料組成的質量配比為：Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：５４．５～９８％、ＺｒＯ↓［２］：１．８～３６．４％、Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］，ＭｇＯ及硅酸鹽組成的復合添加劑：０．２～９．１％。本發明專利技術的ＺｒＯ↓［２］陶瓷高爐風口襯套具有較好的抗氧化性和耐高溫性能，從而延長了其使用壽命，確保了高爐生產效益最大化。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及耐火陶瓷材料類，具體地說，本專利技術涉及高爐煉鐵中使用的一種Zr02 陶瓷高爐風口襯套。
技術介紹
高爐風口襯套可以有效調節高爐鼓風動能和氣流分布，改善煤氣能量利用，同時 還有利于保護高爐風口，提高入爐鼓風溫度。作為高爐重要組成部分的風口襯套，為 連續性生產設備，不能在生產過程中更換， 一旦出現嚴重破損情況，唯一的辦法就是 休風更換，這就增加了高爐休風率，給高爐的穩定高產帶來不利影響。因此，襯套的 實際使用壽命對高爐生產至關重要，國內外高爐工作者一直探索使用更加長壽的風口 襯套，但尚未得到較好的解決。目前高爐風口襯套材質為碳化硅質、高鋁質及SiC加鋼纖維質等。在高爐風口前 端高溫環境和氧化氣氛下，SiC或鋼纖維易發生下述氧化反應 SiC+02—Si02+C02 Fe+02—FeO 或 Fe+02— Fe203Si02和鐵氧化物FexOy及Al203等化合物，如遇上高爐渣及爐內的堿金屬蒸汽等， 將生成熔點僅為1200 130(TC的低熔點化合物Cao.54FeL46Si04及(Ca,Na)(Si,Al)408等， 使高爐風口襯套材料的熔點降低，易受熔蝕。同時，SiC在氧化過程中生成的C02氣 體不斷從材料內部排出，致使材料氣孔率增加，結構疏松，在高速氣流的沖刷作用下 加速了侵蝕。針對現有高爐風口襯套存在的問題，本專利技術者通過使用氧化鋁、氧化鋯，并加入 適量的復合添加劑，設計出了一種Zr02陶瓷高爐風口襯套，從而完成了本專利技術。 本專利技術的目的在于提供一種Zr02陶瓷高爐風口襯套。
技術實現思路
本專利技術提供了一種Zr02陶瓷高爐風口襯套，該高爐風口襯套包含下述化學成分 A1203: 54.5~98wt%;Zr02: 1.8~36,4wt%;Y203， MgO及硅酸鹽組成的復合添加劑0.2~9.1wt%。 在一個優選實施方式中所述高爐風口襯套包含下述化學成分 A1203: 80~85wt%; Zr02: 9~14wt%;Y203， MgO及硅酸鹽組成的復合添加劑5~8wt%。在一個優選實施方式中所述硅酸鹽為3CaOSi02、 2CaOSi02和2CaOAl203.Si02 的混合物，其成分配比為30~65wt%: 20~40wt%: 15~35wt%。在一個優選實施方式中在所述復合添加劑中，Y203、 MgO及硅酸鹽的摩爾比為 1: 2~3: 2.5-5。本專利技術主要利用氧化鋁高強度、耐高溫、耐磨的良好性能，作為風口襯套的主要 基質，但氧化鋁陶瓷燒結溫度高易引起晶粒長大及殘余氣孔聚集，使材料氣密性變差及力學性能下降。而Zr02具有較高的斷裂韌性，很好的彎曲強度、抗拉強度及良好的 耐磨性和抗侵蝕性能，且熔點較高，是很好的陶瓷材料。通過加入氧化鋯相變增韌， 可以使氧化鋁基體材料性能獲得較大幅度改善，同時引入的氧化鋯顆粒還可以起到抑 制氧化鋁晶粒長大的作用。本專利技術為了消除Zr02升溫時相變產生體積變化所帶來的破壞作用，，在Zr02中加 入適量立方晶型氧化物，這類氧化物的金屬離子半徑與Zr"相差不大，如￥203、 MgO 等，在高溫燒結時它們將與Zr02形成立方固熔體，消除了單斜相與四方相的轉變，得 到穩定的Zr02陶瓷。本專利技術在復合添加劑中加入硅酸鹽物質，是為了使制品有良好的初期強度和適當 降低燒成溫度。本專利技術的Zr02陶瓷高爐風口襯套通過以下方法制成將粒徑《3mm的各種原料 粉料按比例配料，混勻，然后將SM和SN速效減水劑溶于水后加入其中混勻，混勻 時間約為10min，加水量為6%~8%。采用澆注料振動成型，振動時間為5~6min。成 型后的襯套經過干燥后脫模，生坯經養護處理后送高溫燒結用，160(TC常壓燒成，燒 成時間為18h，保溫時間4h。本專利技術的有益效果為本專利技術的Zr02陶瓷高爐風口襯套具有較好的抗氧化性和耐 高溫性能，平均天侵蝕率為0.18%,較現用碳化硅風口襯套的平均天侵蝕率0.29%下 降38%，即延長風口壽命38%，如現有風口襯套使用3個月，則本專利技術高爐風口襯套 的使用期》4月，確保了高爐生產效益最大化。附圖說明圖1為本專利技術實施例1的Zr02陶瓷高爐風口襯套SEM圖像。 圖2為本專利技術實施例1的Zr02陶瓷高爐風口襯套XRD圖譜。具體實施方式以下用實施例結合附圖對本專利技術作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本專利技術最 佳實施方式的描述，并不對本專利技術的范圍有任何限制。 實施例1按表1所示的化學成分進行配料，各種原料粉料粒徑《3mm，混勻，然后將SM 和SN速效減水劑溶于水后加入其中混勻，混勻時間約為10min，加水量為6%~8%。 采用澆注料振動成型，振動時間為5 6min。成型后的襯套經過干燥后脫模，生坯經養 護處理后送高溫燒結用，160(TC常壓燒成，燒成時間為18h，保溫時間4h。從圖1的SEM圖像可以看到，不同粒度的Al203為高爐風口襯套的主要基質，白 色Zr02均勻分布其中。實施例2-7實施步驟同實施例1。表1本專利技術實施例1-7的Zr02陶瓷高爐風口襯套化學成分配比<table>table see original document page 5</column></row><table>對本專利技術實施例1-7的Zr02陶瓷高爐風口襯套進行性能測試，測試結果見表2。 表2本專利技術實施例1-7的Zr02陶瓷高爐風口襯套性能測試結果氣孔率抗壓強度抗折強度抗熱震(%)(MPa)(MPa)(次)實施例124,0568.9012.5011實施例224.2065.8011.2010實施例324.5067.1011.5010實施例424.0070.3012.2011實施例524.2872.5011.0010實施例623.8073.5011.0510實施例723.9573.9011.1010權利要求1、一種ZrO2陶瓷高爐風口襯套，其特征在于，所述高爐風口襯套包含下述化學成分Al2O354.5～98wt％；ZrO21.8～36.4wt％；Y2O3、MgO及硅酸鹽組成的復合添加劑0.2～9.1wt％。2、 根據權利要求1所述的Zr02陶瓷高爐風口襯套，其特征在于，所述高爐風口 襯套包含下述化學成分A1203: 80~85wt%; Zr02: 9~14wt%;Y203、 MgO及硅酸鹽組成的復合添加劑5~8wt%。3、 根據權利要求1或2所述的Zr02陶瓷高爐風口襯套，其中所述硅酸鹽為 3CaOSi02、 2CaO'Si02和2CaO'AI203'Si02的混合物，其成分配比為30~65wt%: 20~40 wt%: 15~35wt%。4、 根據權利要求1或2所述的Zr02陶瓷高爐風口襯套，其特征在于，在所述復 合添加劑中，Y203、 MgO及硅酸鹽的摩爾比為1: 2~3: 2.5~5。全文摘要本專利技術提供了一種ZrO<sub>2</sub>陶瓷高爐風口襯套，該風口襯套是以工業用ZrO<sub>2</sub>和Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>為原料，加入適量的Y<sub>2</sub>O<sub>3&本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種ＺｒＯ↓［２］陶瓷高爐風口襯套，其特征在于，所述高爐風口襯套包含下述化學成分： Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：５４．５～９８ｗｔ％； ＺｒＯ↓［２］：１．８～３６．４ｗｔ％； Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］、ＭｇＯ及硅酸鹽組成的復合添 加劑：０．２～９．１ｗｔ％。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張永忠，龍世剛，張龍來，王強，路飛，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，安徽工業大學，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]
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