专利名称：一种MgCa-SiC-C耐火材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及耐火材料技术领域，特别涉及一种MgCa-SiC-C耐火材料及其制备方法。
背景技术：
含碳复合耐火材料能够被广泛应用于钢铁工业，它通常是由镁砂、铝矾土、刚玉、镁铝尖晶石等氧化物耐火原料，石墨、炭黑等非氧化物耐火原料，铝粉、硅粉等添加齐U，采用焦油或树脂作为结合剂，经过混合、压制和热处理等工序制备而成的。中国专利200610019533. 7公开了一种方镁石-碳化娃-碳复合材料及其制备方法，这种复合材料能够用于冶金炉及容器的内衬，同时对钢水增碳行为比传统复合材料要低得多，能够满足 洁净钢冶炼的需要。美国专利US 6464932公开了一种不烧含碳耐火材料，其中的氧化铝-碳化硅-碳不烧耐火材料能够应用于鱼雷罐等铁水装载容器，这种耐火材料如果应用于KR预处理脱硫铁水包，受脱硫剂影响，其侵蚀速率将增加，使用寿命降低。中国专利200710040413. 2公开了一种矾土基红柱石-SIC-C质砖、制作方法及其应用，这种砖在组分中引入两种规格红柱石，这种砖在使用过程中发生二次莫来石反应，形成莫来石网络框架，金属铝粉和金属硅粉复合使用，不仅能够提高材料的抗氧化性，而且有利于提高材料的中、高温物理性能，将这种砖用于300吨铁水包，使用寿命提高达到700 800炉，并且，异常结构性剥落减少，冲击区熔损减轻、包壁裂纹扩展抑制，但是在铁水包采用KR铁水预处理工艺时，这种砖侵蚀速率有上升的趋势。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种用作铁水装载容器内衬，在铁水预处理过程中能够降低内衬侵蚀率、提高内衬使用寿命的MgCa-SiC-C耐火材料及其制备方法。本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料各组分质量百分数包括电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒50 70%，电熔或烧结镁砂细粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加剂1 10%，外加前述各组分总质量3 5%的无水树脂结合剂。作为优选，所述电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒的粒径小于等于5mm，所述电熔或烧结镁砂细粉的粒径小于等于O. 088mm。作为优选，所述碳化硅包括颗粒和/或细粉，所述石墨为细粉，所述颗粒的粒径小于等于5mm，所述细粉的粒径小于等于O. 088mm。作为优选，所述添加剂选自包括Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉、硅线石粉、蓝晶石粉、氧化铝粉的一种或者他们的混合物，所述硅线石和蓝晶石粉的粒径小于等于O. 2mm,所述Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化娃铁粉的粒径小于等于O. 088mm,所述氧化招粉的粒径小于等于5 μ m。作为优选，所述无水树脂结合剂为液态酚醛树脂。作为优选，所述复合耐火材料常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，密度大于 2. 75g/cm3。基于本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料的制备方法包括以下步骤按照质量百分数取熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒50 70%，电熔或烧结镁砂细粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加剂1 10%，外加前述各组分总质量3 6%的无水树脂结合剂进行混合，形成第I中间产物；对所述第I中间产物进行成型处理，形成第II中间产物；对所述第II中间产物进行热处理，得到所述MgCa-SiC-C耐火材料。作为优选，所述混合是经用高速混炼机混合45min实现的。
作为优选，所述成型处理是采用IOOOt摩擦压砖机或2000t液压压砖机实现的。作为优选，所述热处理需要36h，同时，在最高温度235°C保温5h。本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料将镁钙砂或镁白云石砂作为主要成份引入，形成了镁钙一碳化硅一碳质耐火材料，与铝一碳化硅一碳质耐火材料中的氧化铝相比较，镁钙一碳化硅一碳质耐火材料中的镁钙成份降低了与脱硫渣中的CaO的反应性，因而提高了材料的抗渣性能，降低了侵蚀速率，提高了预脱硫铁水包内衬的使用寿命。本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料可以应用于钢铁冶金高温容器，特别是作为炼铁用铁水包的内衬，可以满足预处理铁水包冶炼要求。
具体实施例方式为了深入了解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料各组分质量百分数包括电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒50 70%，电熔或烧结镁砂细粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加剂1 10%，外加前述各组分总质量3 5%的无水树脂结合剂。其中，电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒的粒径小于等于5mm，电熔或烧结镁砂细粉的粒径小于等于O. 088mm。其中，碳化硅包括颗粒和/或细粉，石墨为细粉，颗粒的粒径小于等于5_，细粉的粒径小于等于O. 088mm。其中，添加剂选自包括Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉、硅线石粉、蓝晶石粉、氧化铝粉的一种或者他们的混合物，硅线石和蓝晶石粉的粒径小于等于O. 2mm, Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉的粒径小于等于O. 088_，氧化铝粉的粒径小于等于5 μ m。其中，无水树脂结合剂为液态酚醛树脂。其中，MgCa-SiC-C耐火材料常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，密度大于 2. 75g/cm3。基于本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料的制备方法包括以下步骤步骤I :按照质量百分数取熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒50 70%，电熔或烧结镁砂细粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加剂1 10%，外加前述各组分总质量3 5%的无水树脂结合剂进行混合，形成第I中间产物。其中，混合是经用高速混炼机混合45min实现的。步骤2 :对第I中间产物进行成型处理，形成第II中间产物。其中，成型处理是采用IOOOt摩擦压砖机或2000t液压压砖机实现的。
步骤3 :对第II中间产物进行热处理，得到MgCa-SiC-C耐火材料。其中，热处理需要36h，同时，在最高温度235°C保温5h。实施例I参见表1，按实施例I进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经2000t液压压砖机成型，在160 300°C条件下下热处理36小时，并在235°C条件下保温5小时，制得常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，体积密度大于2. 75g/cm3的本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料定型制品。实施例2参见表I，按实施例2进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经IOOOt摩擦压砖 机成型，在最高温度235°C保温5小时保温条件下热处理36小时，制得常温耐压强度大于 35MPa，显气孔率小于8%，体积密度大于2. 80g/cm3的一种MgCa-SiC-C耐火材料定型制品。实施例3参见表1，按实施例3进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经IOOOt摩擦压砖机成型，在温度235°C保温5小时保温条件下热处理36小时，制得常温耐压强度大于40MPa，显气孔率小于10%，体积密度大于2. 75g/cm3的一种MgCa-SiC-C耐火材料定型制
品O实施例4参见表I，按实施例4进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经IOOOt摩擦压砖机成型，在最高温度235°C保温5小时保温条件下热处理36小时，制得常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，体积密度大于2. 75g/cm3的一种MgCa-SiC-C耐火材料定型制
品O实施例5参见表1，按实施例5进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经2000t液压压砖机成型，在160 300°C条件下下热处理36小时，并在235°C条件下保温5小时，制得常温耐压强度大于40MPa，显气孔率小于8%，体积密度大于2. 75g/cm3的本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料定型制品。表I实施例I 实施例5中各组分规格及质量百分数
权利要求
1.一种MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，各组分质量百分数包括电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒50 70%，电熔或烧结镁砂细粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加剂1 10%，外加前述各组分总质量3 5%的无水树脂结合剂。
2.根据权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒的粒径小于等于5mm，所述电熔或烧结镁砂细粉的粒径小于等于.O.088mm。
3.根据权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述碳化硅包括颗粒和/或细粉，所述石墨为细粉，所述颗粒的粒径小于等于5mm，所述细粉的粒径小于等于.O.088mm。
4.根据权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述添加剂选自包括Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉、硅线石粉、蓝晶石粉、氧化铝粉的一种或者他们的混合物，所述硅线石和蓝晶石粉的粒径小于等于O. 2_，所述Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉的粒径小于等于O. 088mm，所述氧化铝粉的粒径小于等于5 μ m。
5.根据权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述无水树脂结合剂为液态酚醛树脂。
6.根据权利要求I 5中任一所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述MgCa-SiC-C耐火材料常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，密度大于2. 75g/cm3。
7.基于权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 按照质量百分数取熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒50 70%，电熔或烧结镁砂细粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加剂1 10%，外加前述各组分总质量3 5%的无水树脂结合剂进行混合，形成第I中间产物； 对所述第I中间产物进行成型处理，形成第II中间产物； 对所述第II中间产物进行热处理，得到所述MgCa-SiC-C耐火材料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混合是经用高速混炼机混合45min实现的。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述成型处理是采用IOOOt摩擦压砖机或2000t液压压砖机实现的。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述热处理需要36h，同时，在最高温度235°C 保温 5h。
全文摘要
本发明公开了一种MgCa-SiC-C耐火材料，属于耐火材料技术领域。该MgCa-SiC-C耐火材料各组分质量百分数包括电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒50～70％，电熔或烧结镁砂细粉10～20％，碳化硅5～17％，石墨5～15%，添加剂1～10%，外加前述各组分总质量3～5%的无水树脂结合剂。本发明还公开了该MgCa-SiC-C耐火材料的制备方法。该MgCa-SiC-C耐火材料可以应用于钢铁冶金高温容器，特别是作为炼铁用铁水包的内衬，可以满足预处理铁水包冶炼要求。
文档编号C04B35/66GK102838361SQ201210336668
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者祝少军, 崔园园, 曹勇, 付中锋, 唐永祥 申请人:首钢总公司