專利名稱：一種Si₃N₄增強型爐底輥套管的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以碳質原料與Si3N4制備耐高溫冶金材料的技術領域。尤其涉及一種 Si3N4增強型爐底輥套管的制備方法。
背景技術：
自上世紀八十年代以來，連續(xù)退火系統已成為生產高質量鋼板的主要熱處理系 統，由此產生了對高質量爐底輥的需求，而且這種需求隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而日益增長。而 硅鋼薄板的性能要求極高，因而生產硅鋼板的連續(xù)退火爐對爐底輥套管具有更加獨特的要 求。目前硅鋼爐底輥所使用的套管為碳質材料套管。專利JP57137419A，JP57140377A, 1092324A, CN1117479, CN1994967, CN2199206, CN200910273454. 5和CN20091027;3455. X，分別敘述了硅鋼爐底輥套管及其制備與表面處 理方法，所制備的碳質爐底輥套管能夠用于硅鋼板的成產。自上世紀八十年代至今，這類碳 質爐底輥套管為硅鋼板的成產發(fā)揮了巨大的作用，一直處于不可替代的地位。但是，經過多 年的實際應用情況表明，碳質爐底輥套管存在一些突出的問題如在使用過程中產生表面 結瘤，劃傷硅鋼板的表面，影響硅鋼板的電性能而造成廢品；耐磨性不好，使用一段時間后， 套管中間被磨損變細而形成“啞鈴”狀，造成板邊變形而出現次品；抗氧化性不好，在熱處理 硅鋼的高溫條件下逐漸被爐中的高溫H2O氣體所氧化，使碳質爐底輥套管表面疏松、出現麻 面、降低耐磨性、進而縮短使用壽命，同時也會出現加劇結瘤并影響硅鋼板質量等問題。為 克服上述問題，采用了致密碳質原料，高壓成型和表面滲透處理等方法提高套管的性能，但 是，碳質原料固有的抗氧化性和耐磨損性差等問題依然沒有得到根本的解決。

發(fā)明內容
為了克服已有爐底輥套管的制備方法的抗氧化性能較差、強度較差、耐磨性較差 的不足，本發(fā)明提供一種抗氧化性能好、強度高、耐磨性好和有利于提高硅鋼板質量的Si3N4 增強型爐底輥套管的制備方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種Si3N4增強型爐底輥套管的制備方法，在碳質套管的制備基礎上添加1 IOwt %的金屬Si粉，在N2氣條件下進行氮化反應燒結生成Si3N4。作為優(yōu)選的一種方案所述的金屬Si粉的粒度為0. 1-Omm，雜質含量< 2%。進一步，所述的氮化反應燒結是在工業(yè)N2氣保護條件下進行高溫燒結。更進一步，所述的氮化反應燒結溫度為1320 1500°C，保溫時間為2 沈小時。作為優(yōu)選的再一種方案將制備得到的Si3N4增強型爐底輥套管應用于增強型硅 鋼爐底輥套管。本發(fā)明的技術構思為本發(fā)明采用的Si粉在高溫時與N2反應，在碳質材料的基礎 上，生成一定數量的細微Si3N4顆粒，由于Si3N4陶瓷的強度大、耐磨損、耐高溫、抗氧化性好， 可以增加套管的強度、增強耐磨性，提高了該套管的抗氧化性能；而套管的基質材料仍是碳質材料，仍然保持了碳質材料的自潤滑性能，有利于套管表面的自潤滑性能，保障硅鋼板的 表面光潔度，在生產使用中表面不結瘤，避免因表面結瘤而劃傷硅鋼板的問題。由于該套 管既保持了碳質材料的良好自潤滑性能，又發(fā)揮了 Si3N4陶瓷的耐磨損和抗氧化性能，具有 抗氧化性和耐磨性好的特點，可有效減緩套管的使用磨損，增強材料的耐用性，延長使用壽 命，更重要的是保障了硅鋼的正常生產，穩(wěn)定產品質量，提高經濟效益。本發(fā)明的有益效果主要表現在具有抗氧化性能好、強度高、耐磨性好、不結瘤、耐 用性好、有利于提高硅鋼板質量。
具體實施例方式下面對本發(fā)明作進一步描述。為避免重復，先將本具體實施方式
將要涉及到的原料理化技術參數相同的工藝條 件統一描述如下，實施例不再贅述金屬Si粉的粒度為0. 1 0mm，雜質含量彡2% ;N2是 采用工業(yè)N2氣；配料中加入金屬Si粉時就減少相同數量的碳粉；除氮化反應燒結條件外， 其它與碳質原料和成型等生產工藝技術與碳質套管相同。實施例1一種Si3N4增強型硅鋼爐底輥套管的制備方法在碳質套管的制備基礎上，添加 1 3wt %的金屬Si粉，在隊氣條件下進行氮化反應燒結，氮化燒結溫度為1320 1390°C， 保溫時間為18 沈小時反應生成Si3N4，其它生產工藝技術與碳質套管相同，制備成Si3N4 增強型爐底輥套管。實施例2一種Si3N4增強型硅鋼爐底輥套管的制備方法在碳質套管的制備基礎上，添加 3 6wt %的金屬Si粉，在N2氣條件下進行氮化反應燒結，氮化燒結溫度為1350 1410°C， 保溫時間為15 22小時反應生成Si3N4，其它生產工藝技術與碳質套管相同，制備成Si3N4 增強型爐底輥套管。實施例3一種Si3N4增強型硅鋼爐底輥套管的制備方法在碳質套管的制備基礎上，添加 6 8wt %的金屬Si粉，在N2氣條件下進行氮化反應燒結，氮化燒結溫度為1370 1430°C， 保溫時間為12 18小時反應生成Si3N4，其它生產工藝技術與碳質套管相同，制備成Si3N4 增強型爐底輥套管。實施例4一種Si3N4增強型硅鋼爐底輥套管的制備方法在碳質套管的制備基礎上，添 加8 IOwt %的金屬Si粉，在N2氣條件下進行氮化反應燒結，氮化燒結溫度為1410 1500°C，保溫時間為2 8小時反應生成Si3N4，其它生產工藝技術與碳質套管相同，制備成 Si3N4增強型爐底輥套管。實施例5一種Si3N4增強型硅鋼爐底輥套管的制備方法在碳質套管的制備基礎上，添加 3 5wt %的金屬Si粉，在N2氣條件下進行氮化反應燒結，氮化燒結溫度為1390 1480°C， 保溫時間為6 12小時反應生成Si3N4，其它生產工藝技術與碳質套管相同，制備成Si3N4增 強型爐底輥套管。
實施例6一種Si3N4增強型硅鋼爐底輥套管的制備方法在碳質套管的制備基礎上，添加 4 7wt %的金屬Si粉，在N2氣條件下進行氮化反應燒結，氮化燒結溫度為1380 1470°C， 保溫時間為8 15小時反應生成Si3N4，其它生產工藝技術與碳質套管相同，制備成Si3N4增 強型爐底輥套管。本具體實施方式
采用的Si粉在高溫時與N2反應，在碳質套管中生成一些細微的 Si3N4顆粒，利用Si3N4陶瓷的強度大、耐磨損、耐高溫、抗氧化性好等特性來增加套管的強 度、增強耐磨性，提高套管的抗氧化性能；而套管的基本材料還是碳質材料，仍然保持了碳 質材料的自潤滑性能，有利于套管表面的自潤滑性能，保障硅鋼板的表面光潔度，在生產使 用中表面不結瘤，避免因表面結瘤而劃傷硅鋼板的問題。由于該套管既保持了碳質材料的 良好自潤滑性能，又發(fā)揮了 Si3N4陶瓷的耐磨損和抗氧化性能，具有抗氧化性和耐磨性好的 特點，可有效減緩套管的使用磨損，增強材料的耐用性，延長使用壽命，更重要的是保障了 硅鋼的正常生產，穩(wěn)定產品質量，提高經濟效益。實施例7將實施例1 6制備得到的Si3N4增強型爐底輥套管應用于增強型硅鋼爐底輥套管。
權利要求
1.一種Si3N4增強型爐底輥套管的制備方法，其特征在于在碳質套管的制備基礎上添 加1 IOwt %的金屬Si粉，在N2氣條件下進行氮化反應燒結生成Si3N4。
2.根據權利要求1所述的Si3N4增強型爐底輥套管的制備方法，其特征在于所述的金 屬Si粉的粒度為0. 1 0mm，雜質含量彡2%。
3.根據權利要求1或2所述的Si3N4增強型爐底輥套管的制備方法，其特征在于所述 的氮化反應燒結是在工業(yè)N2氣保護條件下進行高溫燒結。
4.根據權利要求1或2所述的Si3N4增強型爐底輥套管的制備方法，其特征在于所述 的氮化反應燒結溫度為1320 1500°C，保溫時間為2 沈小時。
5.根據權利要求1或2所述的Si3N4增強型爐底輥套管的制備方法，其特征在于將制 備得到的Si3N4增強型爐底輥套管應用于增強型硅鋼爐底輥套管。
全文摘要
一種Si3N4增強型爐底輥套管的制備方法，在碳質套管的制備基礎上添加1～10wt％的金屬Si粉，在N2氣條件下進行氮化反應燒結生成Si3N4。本發(fā)明提供一種抗氧化性能好、強度高、耐磨性好和有利于提高硅鋼板質量的Si3N4增強型爐底輥套管的制備方法。
文檔編號C04B35/65GK102050624SQ20111000339
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權日2011年1月10日
發(fā)明者翁小玲 申請人:翁小玲