专利名称：镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖的制作方法
技术领域：
本发明属于一种钢铁工业用耐火材料。用于炉外精炼窑炉。
背景技术：
冶炼超低碳(C幼.005X)高性能钢种时，常使用真空炉外精炼，炉外精炼炉使用 低碳镁碳砖，以减少耐火材料中的碳渗入钢水中。 一般低碳镁碳砖含石墨在6%以下。再 降低石墨含量会使低碳镁碳砖的热膨胀率上升，使用中易产生剥落。在高真空条件下， 镁碳砖会产生MgO-C反应
MgO+C = Mg个+CO个 该反应在砖中产生气孔，进而产生疏松易造成钢渣侵蚀变大。在RH精炼炉使 用含石墨在3%的低碳镁碳砖，可冶炼含碳不是太低的钢种。要冶炼含碳更低的钢种，就 要再降低砖石墨含量。 另一方面在铝碳质连铸长水口，为了应对剧烈的热震，使用25-35%的石墨， 使用中碳渗入钢水中，砖中石墨也易氧化，降低使用寿命。这方面也要再降低砖石墨含
发明内容
本发明的目的在于寻求一种镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，这种不烧 砖在降低砖的石墨含量后，能够在高温真空冶炼条件下稳定使用。 按照本发明提供的技术方案，所述不烧砖含镁铝尖晶石55-90份，镁阿隆1-20 份，碳素1-15份，单位为质量份。 优选的，所述不烧砖含镁铝尖晶石59-78份，镁阿隆5-15份，碳素5-10份；单
位为质量份。 所述碳素为石墨、炭黑中的一种或两种物质的组合。 所述不烧砖中还有含碳结合剂，所述含碳结合剂的加入量为2.5 5份，单位为
质量份。 所述含碳结合剂为酚醛树脂或沥青中的一种或两种物质的组合。 在所述不烧砖中添加抗氧化剂，所述抗氧化剂的加入量为0 6份，单位为质量份。 所述抗氧化剂包括以下物质中的一种或多种物质的组合铝、硅、铝镁合金、 碳化硅、碳化硼。 所述石墨的粒度为400目。 所述镁铝尖晶石热膨胀率低、熔点高达2135t:，对碱性渣的耐侵蚀性显著优于 类似热膨胀率的刚玉、氧化铝质材料。其作用是保持镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不 烧砖的耐高温性、抗渣侵蚀性、抗热震性。 碳素的作用是保持砖的高温强度、抗热震性、抗渣渗透性。碳素为石墨、炭黑
3中的一种或多种物质的组合。为了保证碳素能在砖中弥散分布，要求含一定数量的细 粉，同时也要避免粒度过细导致的抗氧化能力下降。 镁阿隆熔点超过200(TC，具有与碳素有类似的性质，即低的热膨胀率、不易被 渣润湿。部分替代碳素可以降低砖中的碳含量，并保持含碳砖优异的抗热震性和抗渣渗 透性。镁阿隆氧化后生成镁铝尖晶石，释放出W。镁阿隆在氧化过程中体积变化小，有 利于制品的体积稳定性。N2的生成能够稀释氧化性气氛，并可能同铝、硅等添加剂发生 原位反应，生成氮化铝、氮化硅、塞隆等物质，提高材料的高温强度。放出的氮气部分 熔入渗进砖气孔中的渣里，提高了渣的粘度，降低了渣的渗透。 含碳结合剂为酚醛树脂或沥青中的一种或多种物质的组合。其主要作用是提供
足够的常温强度，并在高温下碳化后形成耐高温的碳网络结构。 镁阿隆和碳都容易被氧化，两者复合可以互相保护，延缓氧化。 发明产品还可以加入部分抗氧化剂来阻挡碳素和镁阿隆被氧化。抗氧化剂可以
与氧气反应，堵塞气孔，使基质更致密，延缓碳和镁阿隆的氧化。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。 本发明的创新点镁铝尖晶石、镁阿隆和碳复合，可以有效发挥各自的优点， 从而产生一种耐高温、低热膨胀率、抗热震性优良、抗炉渣侵蚀性强的材料。
本发明的优点是该材料具有和铝碳质材料接近的热膨胀率，同时对碱性渣的 抗侵蚀能力显著提高。和镁碳质材料相比热膨胀率下降、抗渣渗透性显著提高，在高温 真空冶炼条件下可以避免MgO-C反应，更为稳定。设计的技术方案镁铝尖晶石与镁阿隆 和碳复合的不烧砖，作为炉外精炼炉耐火材料使用其可以降低碳含量到5%以下，作为连 铸耐火材料使用也可以降低其碳含量到15%以下。这种砖的抗剥落抗侵蚀性好。
具体实施例方式
实施例一 含有富镁电熔镁铝尖晶石(八1^20364-66%， Mg033-34% )，粒度为 5-3mm镁铝尖晶石15%， 3-lmm35%， l-0mm20%， 200目6%;镁阿隆(Mg0^25X， AL20^65%， N^2%)600目1%;石墨(100目)15%;铝粉200目2.5%;金属硅粉3%; 热固性酚醛树脂溶液2.5%。 预先把200目的镁铝尖晶石、镁阿隆(200目)、铝粉、硅粉一起装入V型混合 机中，混合15分钟，装袋备用；750轮碾机中加入镁铝尖晶石颗粒、酚醛树脂混合3分 钟一加入石墨混合5分钟一加入预混合细粉混合20分钟后装袋一把混好的料称量后倒入 1000吨磨擦压力机砖模中一打压10次一打好的砖放入200度的隧道窑烘烤24小时一出窑 包装该砖。该砖可用于精炼钢包冲击部位，和传统铝镁碳砖相比使用寿命提高30%。
实施例二 含有富镁电熔镁铝尖晶石(八1^20364-66%， Mg033-34% )，粒度为 5-3mm的25X， 3-lmm的25X， l-0mm的25X， 325目的15%;镁阿隆粒度为200目
的4% ;炭黑1% ;热固性酚醛树脂液体2.5% ;沥青粉2.5%。 预先把镁铝尖晶石(325目)、镁阿隆(200目)、沥青粉、炭黑一起装入V型混合 机中，混合15分钟，装袋备用；750轮碾机中加入镁铝尖晶石颗粒、酚醛树脂混合3分 钟一加入预混合细粉混合20分钟后装袋一把混好的料称量后倒入1000吨磨擦压力机砖模 中一打压8次一打好的砖放入200度的隧道窑烘烤24小时一出窑包装该砖。该砖可用于RH精炼炉下部槽，具有不容易剥落，使用寿命长的特点。 实施例三含烧结富铝镁铝尖晶石(粒度为5-3mm的14%， 3-lmm的35%，l-0mm的6X)，镁阿隆l-0mm的15%， 200目的5% ;石墨(200目)13% ;炭黑2% ;铝镁合金粉200目1.5% ;碳化硅325目3% ;碳化硼325目1.5% ;热固性酚醛树脂液4%。 预先把镁阿隆、铝镁合金粉、碳化硅、碳化硼、炭黑等各种细粉一起装入V型混合机中，混合15分钟，装袋备用；750轮碾机中加入镁铝尖晶石、镁阿隆颗粒、酚醛树脂液混合3分钟一加入石墨混合5分钟一加入预混合细粉混合20分钟后装袋一把混好的料称量后倒入2000吨等静压力机砖模一等静压成型一烘烤一出窑包装。该砖可用于连铸长水口。
权利要求
一种镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，其特征是所述不烧砖含镁铝尖晶石55-90份，镁阿隆1-20份，碳素1-15份，单位为质量份。
2. 如权利要求1所述镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，其特征是所述碳素为石墨、炭黑中的一种或两种物质的组合。
3. 如权利要求1所述镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，其特征是所述不烧砖中还有含碳结合剂，所述含碳结合剂的加入量为2.5 5份，单位为质量份。
4. 如权利要求3所述镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，其特征是所述含碳结合剂为酚醛树脂或沥青中的一种或两种物质的组合。
5. 如权利要求1所述镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，其特征是在所述不烧砖中添加抗氧化剂，所述抗氧化剂的加入量为0 6份，单位为质量份。
6. 如权利要求5所述镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，其特征是所述抗氧化剂包括以下物质中的一种或多种物质的组合铝、硅、铝镁合金、碳化硅、碳化硼。
7. 如权利要求2所述镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，其特征是所述石墨的粒度为400目。
8. 如权利要求1所述镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，其特征是所述不烧砖含镁铝尖晶石59-78份，镁阿隆5-15份，碳素5-10份；单位为质量份。
全文摘要
一种镁铝尖晶石与镁阿隆和碳复合的不烧砖，按照本发明提供的技术方案，所述不烧砖含镁铝尖晶石55-90份，镁阿隆1-20份，碳素1-15份，单位为质量份。这种不烧砖在降低砖的石墨含量后，能够在高温真空冶炼条件下稳定使用。
文档编号C04B35/443GK101691303SQ20091003602
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月16日 优先权日2009年10月16日
发明者俞晓东, 张雪松, 朱光永 申请人:江苏苏嘉集团新材料有限公司