本发明涉及多孔陶瓷技术领域，更具体的说是涉及一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件及其制备方法。
背景技术：
帘线钢是商用钢中强度最高的钢，是超纯净钢的代表产品，是优质硬线钢的精品。而子午线轮胎用帘线钢直径仅为0.15-0.30mm，更是线材钢中的“极品”，它是由
为了达到上述要求，钢包精炼炉的工作层应选择不含al2o3的mgo-c质或mgo-cao-c质复合材料，脱氧剂亦不能含al2o3，并进行vd、rh真空脱气处理。为了提高精炼质量和效率，通常在钢包底部设置金属液体净化器，惰性气体(如氩气)在一定的压力下经由吹气管、气室、安全警示器进入多孔陶瓷部件，多孔陶瓷部件将气流转换成尺寸和数量可控的气泡并向金属液体中连续喷吹，其作用为：(1)钢水中的有害气体在分压差的作用下扩散进入惰性气泡中，并随气泡的上浮而被排除，达到除气之目的；(2)搅动钢水，加速脱氧剂、净化剂的反应速度，提高钢水的脱氧、净化效率；(3)气泡在上浮过程中，能够吸附钢水中的非金属夹杂，达到钢水净化之目的；(4)均匀钢水温度和成分，提高钢水的精炼效率。
目前精炼钢水用金属液体净化器的材质按矿相分刚玉质、刚玉莫来石质、刚玉尖晶石质、铬刚玉质、铬刚玉尖晶石质等，其主要成分是al2o3，不利于帘线钢的冶炼。
因此，如何提供一种不含al2o3的金属液体净化器以满足帘线钢冶炼需求，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明针对现有技术中含al2o3材料不利于冶炼帘线钢的不足，旨在用zro2增韧mg0-cr2o3陶瓷基复合材料制备金属液体净化器的多孔陶瓷部件，实现金属液体净化器的完全无al2o3化，以满足帘线钢冶炼的需求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件，按质量百分比计，由如下组分组成：镁砂颗粒0-92％，镁铬砂颗粒1-93％，镁砂细粉0.5-12％，氧化铬绿微粉0.5-6.0％和碳酸锆细粉0.5-8.0％。
优选的，在上述一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件中，所述镁砂颗粒的粒级为0.5-3mm，以质量百分比计，所述镁砂颗粒的化学组分为：成分a：mgo≥95.0％，成分b：sio2≤2.0％、cao≤2.0％，余量为杂质。
上述技术方案的有益效果是：本发明的多孔陶瓷部件利用颗粒堆积法成型，使颗粒之间的空隙形成气孔结构。粒级的上限尺寸为3mm，具有颗粒增韧作用，有利于提高多孔陶瓷部件的抗热震性能，粒级的下限尺寸为0.5mm，有利于形成多孔结构，并避免超大气孔的出现。
优选的，在上述一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件中，所述镁铬砂颗粒的粒级为0.5-3mm，以质量百分比计，所述镁铬砂颗粒的化学组分为：成分a：mgo≥42.0％、cr2o3≥7.0％，成分b：fe2o3≤15％、sio2≤1.5％、cao≤1.5％，余量为杂质。
优选的，在上述一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件中，所述镁砂细粉的粒级为325目，以质量百分比计，所述镁砂细粉的化学组分为：成分a：mgo≥95.0％，成分b：sio2≤2.0％、cao≤2.0％，余量为杂质。
优选的，在上述一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件中，所述氧化铬绿的粒级为2-3μm，以质量百分比计，所述氧化铬绿微粉的化学组分为：成分a：cr2o3≥99.0％，成分b：sio2≤0.1％、fe2o3≤0.1％、na2o+k2o≤0.1％，余量为杂质。
上述技术方案的有益效果是：本发明中氧化铬绿微粉可起到烧结助剂的作用。
优选的，在上述一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件中，所述碳酸锆的粒级为2-3μm，以质量百分比计，所述碳酸锆的化学组分为：成分a：zr(co3)2≥99.0％，成分b：sio2≤0.1％、fe2o3≤0.1％、na2o+k2o≤0.2％，余量为杂质。
上述技术方案的有益效果是：碳酸锆微粉分解后均匀分散在多孔陶瓷中，有利于提高抗热震性能。
优选的，在上述一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件中，还包括2.5-4.0％的树脂结合剂,所述树脂结合剂为酚醛树脂，性能如下：粘度为15-25pa·s，固含量≥78.0％，残碳≥45.0％，游离酚小于5.0％，水份小于2.0％，ph为6.8-7.1。
上述技术方案的有益效果是：采用低粘度高固含量树脂，可提高混碾料的成型性能和坯体强度。
本发明还公开了上述金属液体净化器用多孔陶瓷部件的制备方法，包括以下步骤：
s1、按比例称取镁砂细粉、碳酸锆细粉、氧化铬绿微粉共磨，混合均匀，得到共磨粉；
s2、按比例称取镁砂颗粒、镁铬砂颗粒，加入高速混碾机中，干混2-5min后，加入树脂结合剂，混碾2-3min，混合均匀，得到骨料；
s3、向所述骨料中加入所述共磨粉，碾压10-30min后出料，困料1h，然后用800t液压机压制成型，静置12h得到半成品；
s4、将所述半成品放入干燥窑，在25-230℃的温度下热处理24h，然后装窑车置入温度为1700-1800℃的高温窑中保温6h，出窑拣选，得到金属液体净化器用多孔陶瓷部件。
优选的,在上述一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件的制备方法中，所述热处理是先在25-60℃的温度下烘烤5h，继续在60-110℃的温度下烘烤6h，然后在110-230℃的温度下烘烤15h。
上述技术方案的有益效果是：本发明采用分阶段升温的方式对陶瓷部件进行热处理，有利于树脂中挥发份分阶段挥发，保障坯体不开裂。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件，具有以下优势:
(1)加入镁铬颗粒，可显著降低镁质材料的烧成温度，并提高多孔陶瓷的结合强度，节能降耗显著；
(2)加入氧化铬绿，高温烧成时氧化铬与镁砂形成mgcr2o4固溶体，提高结合强度，显著提高抗钢水冲刷能力和抗氧枪清洗能力；
(3)加入碳酸锆细粉，受热分解变成氧化锆，利用氧化锆相变增韧机理，提高镁铬质多孔陶瓷的抗热震性，同时，利用氧化锆的高抗侵蚀性能和不被钢水浸润特性，提高镁铬质多孔陶瓷部件的抗侵蚀性能；
(4)制备得到的多孔陶瓷部件完全不含al2o3，非常适合冶炼帘线钢。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明实施例1公开了一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件，按重量百分比计，由如下组分组成：粒级为3-1mm的镁砂颗粒占10％、粒级为0.5-1mm的镁砂颗粒占30％，粒级为1-3mm的镁铬砂颗粒占10％、粒级为0.5-1mm的镁铬砂颗粒占30％，粒级为325目的镁砂细粉占12％、粒级为2-3μm的氧化铬绿微粉占6％，粒级为800目的碳酸锆细粉占2％，树脂结合剂为外加占上述组分总质量的3％。
本实施例的金属液体净化器用多孔陶瓷部件的主要理化指标如下：mgo82.1％、sio21.1％、al2o30.08％、zro20.6％、cr2o312.7％，fe2o32.9％，1780℃烧后体积密度2.72g/cm3、显气孔率29.3％、耐压强度46mpa。
实施例2：
本发明实施例2公开了一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件，按重量百分比计，由如下组分组成：粒级为1-3mm的镁砂颗粒占25％、粒级为0.5-1mm的镁砂颗粒占67％，粒级为0.5-1mm的镁铬砂颗粒占1％，粒级为325目的镁砂细粉占0.5％、粒级为2-3μm的氧化铬绿微粉占6％，粒级为800目的碳酸锆细粉占0.5％，树脂结合剂为外加占上述组分总质量的2.5％。
本实施例的金属液体净化器用多孔陶瓷部件的主要理化指标如下：mgo91.2％、sio21.3％、al2o30.07％、zro20.15％、cr2o36.1％，fe2o30.7％，1780℃烧后体积密度2.70g/cm3、显气孔率30.2％、耐压强度42mpa。
实施例3：
本发明实施例3公开了一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件，按重量百分比计，由如下组分组成：粒级为1-3mm的镁砂颗粒占15％、粒级为0.5-1mm的镁砂颗粒占35％，粒级为1-3mm的镁铬砂颗粒占10％、粒级为0.5-1mm的镁铬砂颗粒占20％，粒级为325目的镁砂细粉占7％、粒级为2-3μm的氧化铬绿微粉占5％，粒级为800目的碳酸锆细粉占8％，树脂结合剂为外加占上述组分总质量的4.0％。
本实施例的金属液体净化器用多孔陶瓷部件的主要理化指标如下：mgo81.5％、sio21.1％、al2o30.06％、zro22.4％、cr2o311.3％，fe2o32.7％，1780℃烧后体积密度2.74g/cm3、显气孔率28.6％、耐压强度53mpa。
实施例4：
本发明实施例4公开了一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件，按重量百分比计，由如下组分组成：粒级为1-3mm的镁铬砂颗粒占15％、粒级为0.5-1mm的镁铬砂颗粒占78％，粒级为325目的镁砂细粉占3.5％、粒级为2-3μm的氧化铬微粉绿占3％，粒级为800目的碳酸锆细粉占0.5％，树脂结合剂为外加占上述组分总质量的2.8％。
本实施例的金属液体净化器用多孔陶瓷部件的主要理化指标如下：mgo73.4％、sio20.5％、al2o30.05％、zro20.15％、cr2o318.7％，fe2o36.5％，1780℃烧后体积密度2.78g/cm3、显气孔率28.1％、耐压强度69mpa。
实施例5：
本发明实施例5公开了一种金属液体净化器用多孔陶瓷部件，按重量百分比计，由如下组分组成：粒级为1-3mm的镁砂颗粒占10％、粒级为0.5-1mm的镁砂颗粒占45％，粒级为0.5-1mm的镁铬砂颗粒占30％，粒级为325目的镁砂细粉占9.5％、粒级为2-3μm的氧化铬绿微粉占0.5％，粒级为800目的碳酸锆细粉占5％，树脂结合剂为外加占上述组分总质量的3.5％。
本实施例的金属液体净化器用多孔陶瓷部件的主要理化指标如下：mgo89.3％、sio20.5％、al2o30.04％、zro21.5％、cr2o35.6％，fe2o32.3％，1780℃烧后体积密度2.78g/cm3、显气孔率28.1％、耐压强度69mpa。
综上所述，本发明所述的金属液体净化器用多孔陶瓷部件的主要理化指标如下：mgo≥70.0％、sio2≤1.5％、al2o3≤0.1％、zro20.1-3.2％、cr2o30.5-20.0％，fe2o30.1-10％，1780℃烧后体积密度2.6-2.9g/cm3、显气孔率25.0-35.0％、耐压强度≥40.0mpa。本产品应用于超纯净钢的冶炼，在使用过程中抗侵蚀、耐氧枪清洗、不引入al2o3及其化合物的非金属夹杂，非常适合冶炼帘线钢。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。