一种低碳镁碳砖及其制备方法

摘要

本发明涉及镁碳砖耐火材料技术领域，尤其是一种低碳镁碳砖及其制备方法。其技术方案是：将58～70wt％的镁砂颗粒、20～28wt％的镁砂细粉、0.5～5wt％的膨胀石墨、0～6wt％的鳞片石墨、1～5wt％的抗氧化剂、0.1～5wt％的金属纤维和1.5～4.5wt％的酚醛树脂进行混炼，然后成型、干燥制得含碳量在2～7％的低碳镁碳砖。本发明制得的低碳镁碳砖具有热膨胀率低、耐剥落性能好、高温强度大、抗热震性能好、韧性大、抗侵蚀性好，使用时不易断裂的优点。

权利要求

1.一种低碳镁碳砖的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：(1)、将部分烧结或电熔镁砂破碎、筛分为粒度为5～3mm、3～1mm和＜1mm的三种镁砂颗粒，并将部分烧结或电熔镁砂颗粒细磨为粒度≤0.088mm的镁砂细粉；

(2)、将20～28wt％的镁砂细粉与1～5wt％的抗氧化剂混合均匀，成混合粉；

(3)、按配比要求将各种不同粒度的镁砂颗粒分别计量后，将占58～70wt％的镁砂颗粒、上述混合粉、0.5～5wt％的膨胀石墨、0～6wt％的鳞片石墨以此先后顺序加入到高速混炼机中进行低速混炼1～2分钟，再加1.5～4.5wt％的酚醛树脂低速混炼1～2分钟，制成泥料；

(4)、再向高速混炼机中的泥料中加入0.1～5wt％的金属纤维，高速混炼8～10分钟，使金属纤维均匀分布在泥料中；

(5)、混炼结束后从高速混炼机中放出泥料，在复合式摩擦压砖机中打击成型形成砖2

坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1.0t～3t/cm 之间不低于5次，成型后砖坯密度3

为2.80～3.25g/cm ；

(6)、成型的砖坯经过50～300℃的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属纤维采用普通钢纤维或不锈钢纤维。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂为Al粉、Si粉、AlMg合金粉或SiC粉中的一种或任意两种以上混合物。

说明书

一种低碳镁碳砖及其制备方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及镁碳砖耐火材料技术领域，尤其是一种低碳镁碳砖及其制备方法。背景技术：

[0002] 来自独连体俄、乌等国的一种较低成本原料冶炼不锈钢技术“GOR气氧冶炼技术”，目前在国内部分钢铁企业已成功采用。GOR转炉是多种能源介质复合吹炼的底吹转炉，炉底衬砖一般采用镁钙砖或镁铬砖，使用几炉次或十几炉次后衬砖出现断裂侵蚀加快等现象，使用寿命只有十几炉次或几十炉次最高也只有五十炉次左右，直接给钢铁企业造成诸多损失和成本上升，影响了不锈钢的正常冶炼。现有普通镁碳砖，碳含量一般为10～18％，做炉衬时，虽热膨胀率较低，具有较好的耐剥落性能，但冶炼过程中会增加不锈钢钢水的碳含量，影响不锈钢品质；低碳镁碳砖含碳量少，一般碳含量≤8％，虽然不会影响不锈钢钢水中的碳含量，但砖的导热系数小、热膨胀系数大，导致热工作过程出现热膨胀率增大、造成热剥落、抗热震性能降低、产生断裂、侵蚀加快等现象。发明内容：

[0003] 本发明提供了一种低碳镁碳砖及其制备方法，它具有较低的热膨胀率，耐剥落性能好，体积密度高，韧性大、抗侵蚀性、抗热震性能优良，不易断裂，解决了现有技术中存在的问题。

[0004] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种低碳镁碳砖，包括58～70wt％的镁砂颗粒、20～28wt％的镁砂细粉、0.5～5wt％的膨胀石墨、0～6wt％的鳞片石墨、1～5wt％的抗氧化剂、0.1～5wt％的金属纤维和1.5～4.5wt％的酚醛树脂。

[0005] 所述金属纤维采用普通钢纤维或不锈钢纤维。

[0006] 所述抗氧化剂为Al粉、Si粉、AlMg合金粉或SiC粉中的一种或任意两种以上混合物。

[0007] 所述镁砂颗粒采用烧结或电熔MgO，包括5～3mm、3～1mm和＜1mm的三种粒度级别的MgO。

[0008] 所述镁砂细粉为粒度≤0.088mm的烧结或电熔MgO。

[0009] 一种上述低碳镁碳砖的制备方法，包括下述步骤：

[0010] (1)、将部分烧结或电熔镁砂破碎、筛分为粒度为5～3mm、3～1mm和＜1mm的三种镁砂颗粒，并将部分烧结或电熔镁砂颗粒细磨为粒度≤0.088mm的镁砂细粉；

[0011] (2)、将20～28wt％的镁砂细粉与1～5wt％的抗氧化剂混合均匀，成混合粉；

[0012] (3)、按配比要求将各种不同粒度的镁砂颗粒分别计量后，将占58～70wt％的镁砂颗粒、上述混合粉、0.5～5wt％的膨胀石墨、0～6wt％的鳞片石墨以此先后顺序加入到高速混炼机中进行低速混炼1～2分钟，再加1.5～4.5wt％的酚醛树脂低速混炼1～2分钟，制成泥料；

[0013] (4)、再向高速混炼机中的泥料中加入0.1～5wt％的金属纤维，高速混炼8～10分钟，使金属纤维均匀分布在泥料中；

[0014] (5)、混炼结束后从高速混炼机中放出泥料，在复合式摩擦压砖机中打击成型形成2
砖坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1.0t～3t/cm 之间不低于5次，成型后砖坯密
3
度为2.80～3.25g/cm ；

[0015] (6)、成型的砖坯经过50～300℃的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。

[0016] 所述金属纤维采用普通钢纤维或不锈钢纤维。

[0017] 所述抗氧化剂为Al粉、Si粉、AlMg合金粉或SiC粉中的一种或任意两种以上混合物。

[0018] 本发明采用上述技术方案，降低了镁碳砖的含碳量，由通常镁碳砖碳含量的10～18％降低到了2～7％，该砖含碳量低，减少了由于含碳量过高对钢水的增碳，有效地提高了钢的质量；加入膨胀石墨替代鳞片石墨或部分替代鳞片石墨，明显地降低了低碳镁碳砖的热膨胀率、提高了耐剥落性能，使用时向钢水中增碳少，不易污染产品；在低碳镁碳砖中添加少量金属纤维，可大大增加低碳镁碳砖的韧性、高温强度以及抗热震性能，防止在转炉工作过程中出现低碳镁碳砖断裂的现象。
具体实施方式：

[0019] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本发明进行详细阐述。

[0020] 实施例1：一种低碳镁碳砖及其制备方法：当冶炼钢种要求低碳镁碳砖的碳含量为2～5％时，采用只加入单一膨胀石墨的制备方法，原料加入比例为：64～70wt％的镁砂颗粒、23～28wt％的镁砂细粉、1～5wt％的抗氧化剂、2～5wt％的膨胀石墨、0.1～5wt％的金属纤维、1.5～4.5wt％的酚醛树脂。

[0021] 制备过程如下：

[0022] (1)、将部分电熔镁砂破碎、筛分为粒度为5～3mm、3～1mm和＜1mm的三种镁砂颗粒，并将部分镁砂颗粒细磨为粒度≤0.088mm的镁砂细粉；

[0023] (2)、将23～25wt％的镁砂细粉与1～5wt％的抗氧化剂混合均匀，成混合粉，抗氧化剂为Al粉、Si粉、AlMg合金粉、SiC粉的混合粉；

[0024] (3)、按配比要求将各种不同粒度的镁砂颗粒分别计量后，将占64～70wt％的镁砂颗粒、上述混合粉、2～5wt％的膨胀石墨以此先后顺序加入到高速混炼机中进行低速混炼1～2分钟，再加1.5～4.5wt％的酚醛树脂低速混炼1～2分钟，制成泥料；

[0025] (4)、再向高速混炼机中的泥料中加入0.1～5wt％的金属纤维，高速混炼 8～10分钟，使金属纤维均匀分布在泥料中，金属纤维为不锈钢纤维；

[0026] (5)、混炼结束后从高速混炼机中放出泥料，在复合式摩擦压砖机中打击成型形成2
砖坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1.0t～3t/cm 之间不低于5次，成型后砖坯密
3
度为3.14g/cm ；

[0027] (6)、成型的砖坯经过50～300℃的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。

[0028] 本实施例1制备的低碳镁碳砖干燥后的主要物理性能为：体积密度3.12g/cm3、显气孔率3.82％、耐压强度87.8Mpa、热膨胀率0.9％(1500℃)。

[0029] 实施例2：一种低碳镁碳砖及其制备方法：当冶炼钢种要求低碳镁碳砖的碳含量5～7％时，采用膨胀石墨与鳞片石墨复合加入的制备方法，原料加入比例为：58～66wt％的镁砂颗粒、20～27wt％的镁砂细粉、1～5wt％的抗氧化剂、0.5～3wt％的膨胀石墨、3～
6wt％的鳞片石墨、0.1～5wt％的金属纤维、1.5～4.5wt％的酚醛树脂。

[0030] 制备过程如下：

[0031] (1)、将部分电熔镁砂破碎、筛分为粒度为5～3mm、3～1mm和＜1mm的三种镁砂颗粒，并将部分镁砂颗粒细磨为粒度≤0.088mm的镁砂细粉；

[0032] (2)、将20～27wt％的镁砂细粉与1～5wt％的抗氧化剂混合均匀，成混合粉，抗氧化剂为AlMg合金粉；

[0033] (3)、按配比要求将各种不同粒度的镁砂颗粒分别计量后，将占58～66wt％的镁砂颗粒、上述混合粉、0.5～3wt％的膨胀石墨、3～6wt％的鳞片石墨以此先后顺序加入到高速混炼机中进行低速混炼1～2分钟，再加1.5～4.5wt％的酚醛树脂低速混炼1～2分钟，制成泥料；

[0034] (4)、再向高速混炼机中的泥料中加入0.1～5wt％的金属纤维，高速混炼8～10分钟，使金属纤维均匀分布在泥料中，金属纤维为普通钢纤维；

[0035] (5)、混炼结束后从高速混炼机中放出泥料，在复合式摩擦压砖机中打击成型形成2
砖坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1.0t～3t/cm 之间不低于5次，成型后砖坯密
3
度为3.09g/cm ；

[0036] (6)、成型的砖坯经过50～300℃的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。

[0037] 本实施例2制备的低碳镁碳砖干燥后的主要物理性能为：体积密度3.07g/cm3、显气孔率3.21％、耐压强度55.2Mpa、热膨胀率1.2％(1500℃)。

[0038] 实施例3：一种低碳镁碳砖及其制备方法：当冶炼钢种要求低碳镁碳砖的碳含量为4～6％时，采用膨胀石墨与鳞片石墨复合加入的制备方法，原料加入比例为：62～68wt％的镁砂颗粒、23～28wt％的镁砂细粉、1～5wt％的抗氧化剂、1～3wt％的膨胀石墨、2～4wt％的鳞片石墨、0.1～5wt％的金属纤维、1.5～4.5wt％的酚醛树脂。

[0039] 制备过程如下：

[0040] (1)、将部分电熔镁砂破碎、筛分为粒度为5～3mm、3～1mm和＜1mm的三种镁砂颗粒，并将部分镁砂颗粒细磨为粒度≤0.088mm的镁砂细粉；

[0041] (2)、将23～28wt％的镁砂细粉与1～5wt％的抗氧化剂混合均匀，成混合粉，抗氧化剂为Al粉、Si粉的混合粉；

[0042] (3)、按配比要求将各种不同粒度的镁砂颗粒分别计量后，将占62～68wt％的镁砂颗粒、上述混合粉、1～3wt％的膨胀石墨、2～4wt％的鳞片石墨以此先后顺序加入到高速混炼机中进行低速混炼1～2分钟，再加1.5～4.5wt％的酚醛树脂低速混炼1～2分钟，制成泥料；

[0043] (4)、再向高速混炼机中的泥料中加入0.1～5wt％的金属纤维，高速混炼8～10分钟，使金属纤维均匀分布在泥料中，金属纤维为不锈钢纤维；

[0044] (5)、混炼结束后从高速混炼机中放出泥料，在复合式摩擦压砖机中打击成型形成2
砖坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1.0t～3t/cm 之间不低于5次，成型后砖坯密
3
度为3.10g/cm ；

[0045] (6)、成型的砖坯经过50～300℃的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。