专利名称：一种非氧化物复合低碳镁碳砖的制作方法
技术领域：
本发明属于一种耐火材料，具体地说是一种非氧化物复合低碳镁碳砖。
背景技术：
氧化镁的熔点是2800℃，具有很强的耐高温能力，但其抗热震性、抗渣渗透性差；以石墨为代表的碳素材料也具有很强的耐高温能力，并且其热膨胀系数低，抗热震性十分优异，在高温下与钢水、钢渣不易浸润，将二者按一定的比例复合，组成一种综合性能好的耐火材料——镁碳砖。镁碳砖主要用于炼钢耐火材料，例如转炉、炼钢电炉、钢包。我国现有的镁碳砖一般含碳含量＞10％，我国冶金行业标准分三档MT-10A、B、C；MT-14A、B、C；MT-18A、B、C，标准中分别要求碳含量大于≥10％、14％、18％。通常符合标准的镁碳砖才能取得良好的使用效果。而在低碳钢如不锈钢等特钢的冶炼上，如果使用镁碳砖，在冶炼过程中碳成份就会很容易溶入钢水中，影响了钢水的纯度，从而影响特钢的质量。如果降低镁碳砖中碳含量到镁碳砖的1/2～1/5，抗热震性变差、易剥落、寿命低。
近年来，阿隆、镁阿隆、氮化硅等新型非氧化物，向人们展现出了其熔点高、热膨胀率低、热震稳定性好，不易被钢渣浸润的优点，但单独作为炼钢用耐火材料，都有抗氧化性差的致命弱点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非氧化物复合低碳镁碳砖，把其中的碳含量降低到6％以下，以达到特钢冶炼的要求，同时保持了高碳镁碳砖的性能。
按照本发明提供的技术方案，这种材料其中含有镁砂75～94％，碳素1～5％，非氧化物0.4～20％，含碳结合剂2.5～5.5％。
所述碳素为石墨、碳黑中的一种或两种。碳结合剂为酚醛树脂、沥青中的一种或两种。所述非氧化物包括氮化物或硼化物。所述氮化物为赛隆、镁阿隆、氮化硅、氮化铝中的一种或多种组合；所述硼化物为硼化锆。
其中，镁砂的作用是保持低碳镁碳砖的耐高温性、抗渣侵蚀性。
碳素的作用是保持低碳镁碳砖的高温强度、抗热震性、抗渣渗透性。为了保证石墨能在低碳镁碳砖中弥散分布，要求粒度要细，同时也要避免粒度过细导致的抗氧化能力下降，石墨粒度宜在400目。
非氧化物为赛隆、镁阿隆、氮化硅、硼化锆、氮化铝中的一种或多种。
上述非氧化物与碳素有类似的性质，即具有低的热膨胀率、不易被渣润湿。部分替代碳素可以降低低碳镁碳砖中的碳含量，并保持常规镁碳砖的优异的抗热震性和抗渣渗透性。
用塞隆、阿隆、镁阿隆等新型非氧化物部分取代低碳镁碳砖中的碳素，从而大幅度降低低碳镁碳砖中的碳含量。经过实验确认了该种非氧化物复合低碳镁碳砖达到了预期的效果，并且抗氧化性超过了普通镁碳砖。
非氧化物与碳素复合，在还原性气氛下不易被氧化。
还可以加入部分抗氧化剂来阻挡碳素和非氧化物被氧化。抗氧化剂可以与氧气反应，堵塞气孔，使镁碳砖的基质致密，保护碳素和非氧化物不被氧化。所述抗氧化剂包括以下材料中的一种或多种铝、硅、铝镁合金、碳化硅、碳化硼。
本发明的优点是采用本发明的低碳镁碳砖，把碳含量降低到6％以下，达到特钢冶炼的要求，同时保持了高碳镁碳砖的性能。
具体实施例方式
实施例一含有镁砂(5～0mm)78.5％，石墨(400目)5％，镁阿隆(200目)4％、氮化铝(320目)4％，酚醛树脂3.5％，抗氧化剂金属硅(320目)1.5％、金属铝(320目)1.5％、碳化硅(320目)2％。
预先把镁阿隆、氮化铝、金属硅、金属铝、碳化硅、镁砂细粉一起装入V型混合机中，混合10分钟，装袋备用；750轮碾机中加入镁砂颗粒、酚醛树脂混合3分钟→加入石墨混合5分钟→加入预混合细粉混合20分钟后装袋→把混好的料称量后倒入1000吨摩擦压力机砖模中→打压10次→打好的砖放入200℃的隧道窑烘拷24小时→出窑包装。
实施例二含有镁砂(5～0mm)94％，石墨(400目)2％，赛隆(320目)1.5％、酚醛树脂2.5％。
预先把石墨、赛隆、镁砂细粉一起装入V型混合机中，混合10分钟，装袋备用；750轮碾机中加入镁砂颗粒、酚醛树脂混合2分钟→加入预混合细粉混合20分钟后装袋→把混好的料称量后倒入1000吨摩擦压力机砖模中→打压10次→打好的砖放入200℃的隧道窑烘拷24小时→出窑包装。
实施例三含有镁砂(5～0mm)75％，碳黑(N660)1％，镁阿隆(200目)13％、氮化硅(320目)5％、氮化铝(320目)2％、沥青4％。
预先把镁阿隆、氮化铝、氮化硅、碳黑、镁砂细粉一起装入锥型双螺旋混合机中，混合20分钟，装袋备用；把沥青加热到180℃成液态保温；把镁砂颗粒加热到200℃放入750轮碾机中混合1分钟→加入液态沥青混合3分钟→加入预混合细粉混合18分钟→放入保温箱中→把热的料称量后倒入600吨摩擦压力机砖模中→打压8次→打好的砖冷却后包装。
实施例四含有镁砂(5～0mm)91.9％，石墨(400目)2％、硼化锆(320目)0.4％、酚醛树脂3.5％、沥青2％。
预先把石墨、硼化锆、镁砂细粉、沥青一起装入V型混合机中，混合10分钟，装袋备用；750轮碾机中加入镁砂颗粒、酚醛树脂混合2分钟→加入预混合细粉混合20分钟后装袋→把混好的料称量后倒入1000吨摩擦压力机砖模中→打压10次→打好的砖放入350℃的隧道窑烘拷24小时→出窑包装。
权利要求
1.一种非氧化物复合低碳镁碳砖，其特征是其中含有镁砂75～94％，碳素1～5％，非氧化物0.4～20％，用2.5～5.5％含碳结合剂结合。
2.如权利要求1所述的非氧化物复合低碳镁碳砖，其特征是非氧化物包括氮化物或硼化物。
3.如权利要求1所述的非氧化物复合低碳镁碳砖，其特征是碳素为石墨、碳黑中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的非氧化物复合低碳镁碳砖，其特征是含碳结合剂为酚醛树脂、沥青中的一种或两种。
5.如权利要求2所述的非氧化物复合低碳镁碳砖，其特征是氮化物为赛隆、镁阿隆、氮化硅、氮化铝中的一种或多种组合；硼化物为硼化锆。
6.如权利要求1所述的非氧化物复合低碳镁碳砖，其特征是还包含用于阻挡碳素和非氧化物被氧化的抗氧化剂；所述抗氧化剂包括以下材料中的一种或多种铝、硅、铝镁合金、碳化硅、碳化硼。
全文摘要
一种含碳低于6％的非氧化物复合低碳镁碳砖，属于一种耐火材料。按照本发明所提供的技术方案，这种材料含有镁砂75～94％，碳素1～5％，氮化物、硼化物等非氧化物0.4～20％，外加剂0～5％，用含碳结合剂结合。这种低碳镁碳砖的性能与普通镁碳砖相比，具有导热率低、向钢水中增碳少，不易污染超低碳钢的特点。由于镁砂为主要成份，使该镁碳砖具有良好的抗渣侵蚀性能。由于碳素为主要成份之一使该镁碳砖具有良好的抗渣渗透性能，和优良的热震性能，并保护了上述非氧化物使之不易被氧化，由于上述非氧化物热膨胀率低、不易与渣润湿，可以在碳素配入量减少时，保持良好的抗热震性能和抗渣渗透性能。
文档编号C04B26/26GK101037341SQ20071001976
公开日2007年9月19日 申请日期2007年2月9日 优先权日2007年2月9日
发明者张雪松, 朱光永, 俞晓东 申请人:江苏苏嘉集团新材料有限公司