碳化硅陶瓷高炉钻头及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102924085102924085B(45)授权公告日2014.10.29(21)申请号201210492754.4CN102311268A,2012.01.11,说明书第[0010]-[0017]段,第[0028]段.(22)申请日2012.11.28(73)专利权人武汉钢铁（集团）公司审查员栾奇地址430080湖北省武汉市武昌友谊大道999号A座15层(72)发明人徐超洪学勤雷中兴田先明龚仕顺陈光胜孙戎刘良兵周辉王忠(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人胡镇西徐绍新(51)Int.Cl.C04B35/565(2006.01)C04B35/622(2006.01)C21B7/12(2006.01)(56)对比文件CN101423877A,2009.05.06,说明书第6-7页实施例4.权利要求书1页权利要求书1页说明书3页说明书3页(54)发明名称碳化硅陶瓷高炉钻头及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种碳化硅陶瓷高炉钻头，该钻头由重量百分比为88~99%的碳化硅和1~12%的烧结助剂经混合、球磨、造粒、成型、干燥、修坯、烧成、精整而成。本发明还公开了碳化硅陶瓷高炉钻头的制造方法。本发明得到的碳化硅陶瓷高炉钻头具有致密度高、硬度高、耐磨性好、韧性好、使用温度高、不需要水冷等优点，大大减少了炉前工人的劳动强度，提高了冶炼效率，保证了高炉安全运行，具有广阔的应用前景。CN102924085BCN1029485BCN102924085B权利要求书1/1页1.一种碳化硅陶瓷高炉钻头的制造方法，其特征在于：该钻头由重量百分比为88～99％的碳化硅和1～12％的烧结助剂经混合、球磨、造粒、成型、干燥、修坯、烧成、精整而成，所述的碳化硅为绿碳化硅，其纯度为SiC≥98％，其平均粒径为1～20μm；所述的烧结助剂为平均粒径为1～20μm的Al2O3和Y2O3，所述的Al2O3与Y2O3的重量比为1∶1，其制备方法是：1)混合：按重量百分比将88～99％的碳化硅和1～12％的烧结助剂混合均匀；2)球磨：将混合均匀的物料与直径为3～10mm的氧化铝磨球混合，在转速为70～100转/分钟下球磨3～5小时，所述的物料与氧化铝磨球的重量比为0.5～2∶1；3)造粒：将球磨后的粉料干燥，然后过0.1～1mm筛造粒；4)成型：按钻头大小称取所造颗粒，倒入钻头磨具中压制成型，制成坯体；5)干燥：将坯体在70～150℃干燥24～36小时；6)修坯：用砂纸打磨坯体；7)烧成：将修整好的坯体升温到1750～2000℃，在真空条件下烧结；8)精整：烧结好的钻头经打磨后，得到成品。2.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷高炉钻头的制造方法，其特征在于：所述步骤2)中，在转速为90～100转/分钟下球磨4～5小时。3.根据权利要求1或2所述的碳化硅陶瓷高炉钻头的制造方法，其特征在于：所述步骤7)中，烧结压力控制在5～30Mpa，真空度保持在30pa以下。2CN102924085B说明书1/3页碳化硅陶瓷高炉钻头及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及炼铁中的高炉钻头，尤其是指一种碳化硅陶瓷高炉钻头及其制造方法。背景技术[0002]炼铁高炉是将铁矿石冶炼为金属铁的重要设备,出铁口位于高炉炉膛最下沿，出铁时用开口机钻通出铁口，按时出尽渣铁是强化高炉冶炼以及炉况顺利和安全生产的可靠保证。[0003]开口机是钻开铁口的设备，连着钻头的钻杆在开口机的作用下把铁口打开，钻头的优劣关系到开铁口的好坏，直接影响出铁、渣量，影响铁口的维护，高炉钻头是高炉生产中的重要设备。[0004]炮泥是堵铁口的耐火材料，由刚玉、碳化硅、焦炭、粘土、焦油等按一定比例调配而成，炮泥封堵铁口后，炉内高温将其由内到外烧结，形成坚硬的壳体，离炉膛越近，烧结硬度越高。随着目前高炉的大型化，冶炼强度越来越高，炮泥使用了更多刚玉、碳化硅等高硬度耐火材料。[0005]高炉钻头就是要在烧结好的炮泥形成的厚厚高温壳体上钻凿，当渣铁未出尽时，渣铁会混入炮泥中形成一种炮泥-铁-渣的混合物，尤其坚硬。[0006]在钻杆旋转与冲击的传动下，钻头受到高温环境的扭压、弯曲、磨擦等支变压力的作用，钻凿越深工作条件越恶劣，尤其是临近高炉铁水时，温度达到1000℃左右，碰到更硬的炮泥层，交变应力增加，钻头硬度、强度下降，头部、侧部磨损很大，极易破坏报废。[0007]目前我国高炉钻头普遍采用碳钢（40#、45#钢为主），少数采用中碳合金钢及钨钴系列的硬质合金。其普遍存在的主要问题是耐磨性差、高温时强度下降、需要水冷而水易破坏铁口通道结构及影响无水炮泥质量等问题。一般需要2个钻头才能钻开铁口，特殊情况下甚至需要4、5个钻头才