本发明涉及一种抗侵蚀镁碳砖及其制备方法。
背景技术：
镁碳砖的抗渣侵蚀性能一般随着冶炼温度的提高、渣碱度的降低、渣中feo、mno含量的增加而降低。因此，一些用于lf和rh工艺的精炼钢包渣线镁碳砖在使用过程中侵蚀严重。为了满足生产工艺要求,在钢包炉精炼时通常采用大透气量底吹工艺，使渣线部位熔渣搅动剧烈,对渣线镁碳砖造成了极大的损坏，导致钢包渣线砖使用寿命较短，拆换渣线较为频繁，给生产组织带来不便；另外,随着对钢质量要求的提高,传统镁碳砖的增碳效应成为一个不利因素；再者，无碳钢包砖已成功使用，而现有渣线镁碳砖的使用寿命与其不匹配，也降低了整体包壁寿命提高带来的经济效益。所以,精炼钢包渣线镁碳砖使用寿命的提高和低碳化已成为科技攻关的一个重点。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种抗侵蚀镁碳砖及其制备方法，提高镁碳砖的高温强度、抗氧化能力和抗熔渣侵蚀性能，并且具有一定的抗热震性。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种抗侵蚀镁碳砖，组分按重量份数配比如下：3mm＜粒径≤5mm电熔镁砂20-30份、1mm＜粒径≤3mm电熔镁砂10-20份、0＜粒径≤1mm电熔镁砂10-20份、200目电熔镁砂10-20份、200目石墨5-10份、300目石墨5-10份，500目石墨5-10份、金属与非金属混合细粉20-30份、氮化铝粉1-3份、结合剂1-10份。
所述金属与非金属混合细粉是由200目高纯电熔镁砂粉、碳化硅粉、铝硅合金粉、碳化硼细粉、金属铝粉、单晶硅粉和镁铝尖晶石粉混合而成，上述原料在混合细粉中的添加比例是：1：1：1：1：1：1：1。
所述结合剂为酚醛树脂。
一种抗侵蚀镁碳砖的制备方法，包括如下步骤：
1)骨料粉碎筛分细磨：
将电容镁砂原料用颚式破碎机破碎成大颗粒，再用辊式破碎机将大颗粒粉碎成粒径为0＜粒径≤5mm的小颗粒；选取部分小颗粒用球磨机细磨成粒径为200目的微粉；其余小颗粒按粒径不同筛分成3mm＜粒径≤5mm、1mm＜粒径≤3mm、0＜粒径≤1mm的三种粒径的原料；
2)制备金属与非金属混合细粉：
将200目高纯电熔镁砂粉、碳化硅粉、铝硅合金粉、碳化硼细粉、金属铝粉、单晶硅粉和镁铝尖晶石粉按照上述比例进行混合，向混合容器中通入150℃～200℃的蒸汽，边振动边搅拌，30-40分钟后停止搅拌及通入蒸汽；
3)配料搅拌：
按照上述重量份称取各原料，将配好的骨料投入混料机中静混，然后在2-3分钟内一次性缓慢加入结合剂，之后加入不同粒度的石墨混合1～2分钟，最后加入氮化铝粉和金属与非金属混合细粉，金属与非金属混合细粉投入时的温度不低于50℃；净混时间不低于12min，然后出料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在生产精炼钢包渣线镁碳砖时采用不同粒度石墨复合加入的方式以降低碳含量，也有利于降低镁碳砖在间歇性使用过程中由于石墨氧化而带来的强度下降幅度；同时还引入铝硅合金、碳化物等金属和非金属混合细粉以及氮化铝细粉，有利于镁碳砖抗侵蚀性、抗热震性和抗氧化性的提高。实际应用表明,研制的抗侵蚀镁碳砖使用寿命较以前的渣线镁碳砖有大幅提高,从而提高了钢包的周转率,降低了生产成本。
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：
一种抗侵蚀镁碳砖，组分按重量份数配比如下：3mm＜粒径≤5mm电熔镁砂20-30份、1mm＜粒径≤3mm电熔镁砂10-20份、0＜粒径≤1mm电熔镁砂10-20份、200目电熔镁砂10-20份、200目石墨5-10份、300目石墨5-10份，500目石墨5-10份、金属与非金属混合细粉20-30份、氮化铝粉1-3份、结合剂1-10份。
所述金属与非金属混合细粉是由200目高纯电熔镁砂粉、碳化硅粉、铝硅合金粉、碳化硼细粉、金属铝粉、单晶硅粉和镁铝尖晶石粉混合而成，上述原料在混合细粉中的添加比例是：1：1：1：1：1：1：1。
所述结合剂为酚醛树脂。
一种抗侵蚀镁碳砖的制备方法，包括如下步骤：
1)骨料粉碎筛分细磨：
将电容镁砂原料用颚式破碎机破碎成大颗粒，再用辊式破碎机将大颗粒粉碎成粒径为0＜粒径≤5mm的小颗粒；选取部分小颗粒用球磨机细磨成粒径为200目的微粉；其余小颗粒按粒径不同筛分成3mm＜粒径≤5mm、1mm＜粒径≤3mm、0＜粒径≤1mm的三种粒径的原料。
2)制备金属与非金属混合细粉：
将200目高纯电熔镁砂粉、碳化硅粉、铝硅合金粉、碳化硼细粉、金属铝粉、单晶硅粉和镁铝尖晶石粉按照上述比例进行混合，向混合容器中通入150℃～200℃的蒸汽，边振动边搅拌，30-40分钟后停止搅拌及通入蒸汽；
3)配料搅拌：
按照上述重量份称取各原料，将配好的骨料投入混料机中静混，然后在2-3分钟内一次性缓慢加入结合剂，之后加入不同粒度的石墨混合1～2分钟，最后加入氮化铝粉和金属与非金属混合细粉，金属与非金属混合细粉投入时的温度不低于50℃；净混时间不低于12min，然后出料。
4)成型及热处理：
出料后，压制成型。将成型后的砖放置窑车上，推进干燥窑进行热处理。
实施例见表1：
表1：实施例配方
某钢厂目前使用的传统的高碳镁碳砖，使用了单一的0.15mm(100目)石墨，全碳含量在14％(w)以上，采用普通抗氧化剂。其缺点是其中的石墨容易氧化，在钢包的间歇使用过程中强度降低显著。为了克服以上缺点，采用了本发明中实施例1的镁碳砖，因为该镁碳砖中的一些添加物在高温下优先氧化而生成新矿物时体积膨胀，封闭了砖的气孔,可阻止氧进一步与碳反应；同时，这些新矿物在石墨和耐火氧化物之间搭桥,能使石墨与氧化物形成比较牢固的结合,从而提高镁碳砖的高温强度。在实际应用中,该镁碳砖使用寿命较以前的渣线镁碳砖有大幅提高。