一种钢包用低碳镁碳砖及其制备方法与流程

文档序号:12028630阅读:344来源:国知局
本发明涉及一种钢包用低碳镁碳砖及其制备方法。
背景技术
:碳复合材料是20世纪80年代开始发展起来的一类新型耐火材料,其中mg0-c耐火材料是其中最重要的品种之一,至今仍广泛应用于转炉、电炉、钢包以及滑板和炉外精炼等方面。随着冶炼技术的进步,近年来,世界各国都在大力发展炉外精炼工艺,低碳钢和超低碳钢的产量越来越高,为了提高钢的品质,传统的镁碳耐火材料由于增碳等问题已不能满足使用要求,在此情况下,较低碳含量的低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。对于镁碳耐火材料来说,其优良的性能主要在于碳,降低碳含量,势必造成材料的某些性能的下降:一方面,材料的热导率下降,弹性模量增大,从而使材料的抗热震性变差,另一方面,碳含量降低后,使熔渣与材料的润湿性增强,材料的抗渗透性变差。因此生产低碳镁质耐火材料,必须解决其抗热震性变差,抗渗透性变差的问题。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种钢包用低碳镁碳砖及其制备方法,是用镁锆砂代替部分电熔镁砂制作低碳镁碳砖,以不同颗粒级配的电熔镁砂、镁锆砂和鳞片石墨为主要原料,以酚醛树脂、改性沥青为结合剂,通过添加抗氧化剂,提高低碳镁碳砖的抗热震稳定性、抗渗透性能。为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:一种钢包用低碳镁碳砖,是由下列重量份数的原料制备而成:0<粒度≤1mm的镁锆砂1-8份、1mm<粒度≤3mm的镁锆砂2-10份、3mm<粒度≤5mm镁锆砂4-12份、5mm<粒度≤8mm的镁锆砂2-10份、0<粒度≤1mm的电熔镁砂15-25份、1mm<粒度≤3mm的电熔镁砂15-30份、3mm<粒度≤5mm的电熔镁砂15-25份、5mm<粒度≤8的电熔镁砂10-35份、200目电熔镁砂18-28份、鳞片石墨4份以下、325目铝粉0.5-5份、200目碳化硅粉5份以下、酚醛树脂0.5-10份、改性沥青10份以下。所述的电熔镁砂,其化学组分的重量百分比为:mgo≥96.5%、cao≤1.5%、sio2≤1.2%、fe2o3≤0.6%;体密≥3.45g/㎝3。所述的镁锆砂,其化学组分的重量百分比为:mgo≥90.5%、zro2≥4.5%、cao≤1.0%、sio2≤2.0%、al2o3≤0.2%;体密≥3.4g/㎝3。所述鳞片石墨的粒度为100目;c的重量百分比含量≥95.0%。所述金属铝粉的粒度为325目;al的重量百分比含量≥99.0%。所述碳化硅粉的粒度为200目;sic的重量百分比含量≥97.0%。所述酚醛树脂,其化学组分的重量百分比和指标为:固含量≥80%、残碳≥46%、游离酚≤10%、水分≤3.0%;ph值6~7。所述改性沥青的指标为:残碳的重量百分比含量≥71%,灰分的重量百分比含量≤0.1%。一种钢包用低碳镁碳砖的制备方法,包括如下步骤:1)将电熔镁砂在颚式破碎机中破碎,筛分为0<粒度≤1mm、1mm<粒度≤3mm、3mm<粒度≤5mm、5mm<粒度≤8mm、200目以下的原料;将镁锆砂在颚式破碎机中破碎,筛分为0<粒度≤1mm、1mm<粒度≤3mm、3mm<粒度≤5mm、5mm<粒度≤8mm的颗粒原料;2)按上述重量份数称取原料,封闭备用;3)将碳化硅粉、铝粉、改性沥青在干式振动磨中混合均匀,制成共磨粉;4)将上述步骤1)中得到的电熔镁砂颗粒与镁锆砂颗粒进行混炼2~5分钟,一次性缓慢加入酚醛树脂湿混2~3分钟,再加入鳞片石墨混1~2分钟,最后加入上述步骤3)中得到的共磨粉混22~28分钟后出料;5)压砖机上成型;6)将成型后的镁碳砖,干燥热处理24小时以上,其中进窑口温度不高于60℃,该温度下烘烤8小时以上;110℃烘烤8小时以上;150~250℃烘烤8小时以上。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明用镁锆砂代替部分电熔镁砂制作低碳镁碳砖,利用氧化锆的化学稳定性及其“相变赠韧”的作用,提高低碳镁碳砖的热震稳定性及抗侵蚀性。添加改性沥青可使材料中形成aion,mga1204纳米棒及镶嵌状结构,对提高低碳镁碳材料的性能有利。由于沥青炭化温度高,在较高的温度下仍具有一定的流动性,可渗入树脂炭的空隙中,与酚醛树脂炭很好的结合,炭化后形成镶嵌结构,提高材料的碳结合强度,从而改善镁碳材料的性能特别是高温性能。此外,沥青的加入可促进金属a1氧化后生成的a1203与mg0的反应形成mga1204,提高材料性能。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式作进一步说明:一种钢包用低碳镁碳砖,是由下列重量份数的原料制备而成:0<粒度≤1mm的镁锆砂1-8份、1mm<粒度≤3mm的镁锆砂2-10份、3mm<粒度≤5mm镁锆砂4-12份、5mm<粒度≤8mm的镁锆砂2-10份、0<粒度≤1mm的电熔镁砂15-25份、1mm<粒度≤3mm的电熔镁砂15-30份、3mm<粒度≤5mm的电熔镁砂15-25份、5mm<粒度≤8的电熔镁砂10-35份、200目(小于0.074mm)电熔镁砂18-28份、鳞片石墨4份以下、325目(小于0.045mm)铝粉0.5-5份、200目(小于0.074mm)碳化硅粉5份以下、酚醛树脂0.5-10份、改性沥青10份以下。所述的电熔镁砂,其化学组分的质量百分比为:mgo≥96.5%、cao≤1.5%、sio2≤1.2%、fe2o3≤0.6%;体密≥3.45g/㎝3。所述的镁锆砂,其化学组分的质量百分比为:mgo≥90.5%、zro2≥4.5%、cao≤1.0%、sio2≤2.0%、al2o3≤0.2%;体密≥3.4g/㎝3。所述鳞片石墨的粒度为100目;c的质量百分含量≥95.0%。所述金属铝粉的粒度为325目;al的质量百分含量≥99.0%。所述碳化硅粉的粒度为200目;sic的质量百分含量≥97.0%。所述酚醛树脂,其化学组分的质量百分比和指标为:固含量≥80%、残碳≥46%、游离酚≤10%、水分≤3.0%;ph值6~7。所述改性沥青的指标为:残碳的质量百分含量≥71%,灰分的质量百分含量≤0.1%。一种钢包用低碳镁碳砖的制备方法,包括如下步骤:1)将电熔镁砂在颚式破碎机中破碎,筛分为0<粒度≤1mm、1mm<粒度≤3mm、3mm<粒度≤5mm、5mm<粒度≤8mm、200目以下的原料;将镁锆砂在颚式破碎机中破碎,筛分为0<粒度≤1mm、1mm<粒度≤3mm、3mm<粒度≤5mm、5mm<粒度≤8mm的颗粒原料;2)按上述重量份数称取原料,封闭备用;3)将碳化硅粉、铝粉、改性沥青在干式振动磨中混合均匀,制成共磨粉;4)将上述步骤1)中得到的电熔镁砂颗粒与镁锆砂颗粒进行混炼2~5分钟,一次性缓慢加入酚醛树脂湿混2~3分钟,再加入鳞片石墨混1~2分钟,最后加入上述步骤3)中得到的共磨粉混22~28分钟后出料。5)压砖机上成型;成型操作要遵守三边布料,先轻后重的原则进行操作。6)将成型后的镁碳砖,干燥热处理24小时以上,其中进窑口温度不高于60℃,该温度下烘烤8小时以上;110℃烘烤8小时以上;150~250℃烘烤8小时以上。镁碳砖从干燥窑中出来后,待其温度降到室温,质检员对该镁碳砖进行抽检,抽检执行标准见表1。表1:低碳镁碳砖的理化指标项目理化指标w(mgo),%≥92w(sio2),%≤0.8w(zro2),%≥0.67w(al2o3),%≤3w(cao),%≤1w(c),%≤4灼减≤5体积密度,g/cm3≥3.05显气孔率,%≤2.0线变化,%(1600℃×3h)≤1抗折强度,mpa(1600℃×3h)≥18耐压强度,mpa(200℃×24h)≥80验收及包装:1验收:1.1料的取样、验收按yb367-75《耐火制品取样、验收、保管和运输规则》进行。1.2随机取样做化学成分分析。2包装、运输、贮存及质量证明书:2.1料的包装、运输和贮存按yb367-75《耐火制品取样、验收、保管和运输规则》进行。2.2料出厂时必须附有技术监督部门签发的质量证明书、标明供方名称或厂标、需方名称、发货日期、合同号、标准编号、产品名称、牌号、批号及理化指标,等结果报告。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。本发明实施例1-3一种钢包用低碳镁碳砖的配方如表2所示:表2:实施例1-3低碳镁碳砖的配方(单位:%)配料实施例1实施例2实施例3实施例4实施例55mm-8mm电熔镁砂10153035203mm-5mm电熔镁砂16201815251mm-3mm电熔镁砂17252015301mm-0电熔镁砂2022181525200目电熔镁砂22232518285mm-8mm镁锆砂2381053mm-5mm镁锆砂57104121mm-3mm镁锆砂2381051mm-0镁锆砂35718鳞片石墨231.541铝粉2340.55碳化硅粉1.51354酚醛树脂358100.5改性沥青0.558.5101实施例1-3的钢包用低碳镁碳砖的制备方法,方法步骤同上所述。本发明的一种钢包用低碳镁碳砖采用0<粒度≤1mm、1mm<粒度≤3mm、3mm<粒度≤5mm、5mm<粒度≤8mm、200目以下电熔镁砂颗粒和0<粒度≤1mm、1mm<粒度≤3mm、3mm<粒度≤5mm、5mm<粒度≤8mm的镁锆砂颗粒作为骨料。相较于现有技术本发明采用镁锆砂代替部分电熔镁砂,利用氧化锆的化学稳定性及其“相变赠韧”的作用,提高低碳镁碳砖的热震稳定性及抗侵蚀性。同时结合剂采用酚醛树脂和改性沥青,改性沥青炭化温度高,在较高的温度下仍具有一定的流动性,可渗入树脂炭的空隙中,与酚醛树脂炭很好的结合,炭化后形成镶嵌结构,提高材料的碳结合强度,从而改善镁碳材料的性能特别是高温性能。当前第1页12
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