专利名称：一种低碳镁碳砖及其制备方法
技术领域：
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：
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"G0R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
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。
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 70wty。的镁砂颗粒、20 28wt96的镁砂细粉、0. 5 5wt呢的膨胀石墨、0 6wt% 的鳞片石墨、1 5wt96的抗氧化剂、0.1 5wt《的金属纤维和1.5 4.5wt9i的酚 醛树脂。
所述金属纤维采用普通钢纤维或不锈钢纤维。所述抗氧化剂为A1粉、Si粉、AlMg合金粉或SiC粉中的一种或任意两种 以上混合物。
所述镁砂颗粒采用烧结或电熔MgO，包括5 3mm、 3 lmm和<1咖的三种 粒度级别的MgO。
所述镁砂细粉为粒度《0. 088皿的烧结或电熔MgO。 一种上述低碳镁碳砖的制备方法，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 lmm和〈lmm 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 28wt9i的镁砂细粉与1 5wty。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先 的镁砂颗粒、上述混合粉、0.5 5wt9i的膨胀石墨、0 6wt9&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. 5wt9&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 5wt9&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 成型形成砖坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1.0t 3t/cm2之间不低于 5次，成型后砖坯密度为2. 80 3. 25g/cm3;
(6) 、成型的砖坯经过50 300'C的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。 所述金属纤维采用普通钢纤维或不锈钢纤维。
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。
本发明釆用上述技术方案，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，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i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。
具体实施例方式
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。
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 70wty。的镁砂颗粒、23 28wty。的镁砂细粉、1 5wt9i的抗氧化剂、2 5wt% 的膨胀石墨、0. 1 5wt劣的金属纤维、1. 5 4. 5wt9&的酚醛树脂。
制备过程如下-
(1) 、将部分电熔镁砂破碎、筛分为粒度为5 3咖、3 1咖和<1咖的三 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；
(2) 、将23 25讨％的镁砂细粉与1 5wty。的抗氧化剂混合均匀，成混合粉， 抗氧化剂为A1粉、S.i粉、AlMg合金粉、SiC粉的混合粉；
(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64 70wt% 的镁砂颗粒、上述混合粉、2 5wt9&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. 5v^。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 5wty。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；
(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 成型形成砖坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1. 0t 3t/cm2之间不低于 5次，成型后砖坯密度为3. 14g/cm3;(6)、成型的砖坯经过50 30(TC的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。 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'C)。
实施例2: —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呢的镁砂颗粒、20 27wty。的镁砂细粉、1 5wt呢的抗氧化剂、0. 5 3wty。的膨胀石墨、3 6wt96的鳞片石墨、0. 1 5wt呢的金属纤维、1.5 4.5wt% 的酚醛树脂。
制备过程如下
(1) 、将部分电熔镁砂破碎、筛分为粒度为5 3咖、3 lmm和〈lmm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；
(2) 、将20 27讨％的镁砂细粉与1 5讨％的抗氧化剂混合均匀，成混合粉， 抗氧化剂为AlMg合金粉；
(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 66wt呢 的镁砂颗粒、上述混合粉、0.5 3wt96的膨胀石墨、3 6wt9&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. 5机％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 5wt9&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；
(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 成型形成砖坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1.0t 3t/cm2之间不低于 5次，成型后砖坯密度为3. 09g/cm3;
(6) 、成型的砖坯经过50 300'C的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。 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% (画。C)。 实施例3: —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 68wty。的镁砂颗粒、23 28wty。的镁砂细粉、1 5机％的抗氧化剂、 1 3wty。的膨胀石墨、2 4wt9&的鳞片石墨、0. 1 5wt9&的金属纤维、1. 5 4. 5wt% 的酚醛树脂。
制备过程如下
(1) 、将部分电熔镁砂破碎、筛分为粒度为5 3鹏、3 1腿和<1鹏的三 种镁砂颗粒，并将部分镁砂颗粒细磨为粒度《0. 088皿的镁砂细粉；
(2) 、将23 28wt9&的镁砂细粉与1 5wty。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；
(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 68wty。 的镁砂颗粒、上述混合粉、1 3讨％的膨胀石墨、2 4wt劣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. 5wtM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呢的金属纤维，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；
(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 成型形成砖坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1.0t 3t/cm2之间不低于 5次，成型后砖坯密度为3. lOg/cm3;
(6) 、成型的砖坯经过50 300'C的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。 本实施例3制备的低碳镁碳砖干燥后的主要物理性能为体积密度
3.08g/cm3、显气孔率2.90%、耐压强度56. 9Mpa、热膨胀率1. 38% (函。C)。 上述具体实施方式
制备的含膨胀石墨和金属纤维的低碳镁碳砖的碳含量在
2~7%,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。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
权利要求
1、一种低碳镁碳砖，其特征在于包括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。
2、 根据权利要求1所述的一种低碳镁碳砖，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所述的一种低碳镁碳砖，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。
4、 根据权利要求1所述的一种低碳镁碳砖，其特征在于所述镁砂颗粒采 用烧结或电熔MgO，包括5 3鹏、3 lmm和〈lmm的三种粒度级别的MgO。
5、 根据权利要求1所述的一种低碳镁碳砖，其特征在于所述镁砂细粉为 粒度《0. 088mm的烧结或电熔MgO。
6、 一种如权利要求1所述的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 3ram、 3 1咖和<1咖 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 28wt96的镁砂细粉与1 5wt9i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呢 的镁砂颗粒、上述混合粉、0.5 5wtW的膨胀石墨、0 6wty。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. 5wt9i的酚醛 树脂低速混炼1 2分钟，制成泥料；(4) 、再向髙速混炼机中的泥料中加入0. 1 5wt免的金属纤维,髙速混炼8 IO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坯，打击过程中每个砖坯打击最大受力在1.0t 3t/cm2之间不低于 5次，成型后砖坯密度为2. 80 3. 25g/cm3;(6)、成型的砖坯经过50 30(TC的温度干燥后即可制成低碳镁碳砖。
7、 根据权利要求6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。
8、 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述抗氧化剂为A1粉、 Si粉、AlMg合金粉或SiC粉中的一种或任意两种以上混合物。
全文摘要
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。
文档编号C04B35/66GK101531533SQ20091001481
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者刘在春, 吕仁祥, 方元德, 纪怀杰 申请人:济南鲁东耐火材料有限公司