一种低碳镁碳砖及其制备方法与流程

本发明涉及耐火材料，尤其涉及一种低碳镁碳砖及其制备方法。

背景技术：

1、镁碳砖一般是以镁砂和石墨为主要原料，加入一定量的金属添加物与有机树脂结合而成的一类复合材料。镁碳砖具有良好的抗热震稳定性和优良的抗渣、抗剥落性能。因此，镁碳砖在各类炼钢炉上作为炉衬材料被广泛使用。

2、目前生产的镁碳砖采用的石墨材料多为鳞片状石墨，鳞片状石墨具有较小的热膨胀系数、不易被熔渣润湿、热震稳定性好，且强度随着温度上升而增强，因此将鳞片状石墨添加到镁碳砖中可以提高镁碳砖的抗剥落性能，并减少熔渣向砖内部渗透的速度，提高材料的抗侵蚀性能。

3、但是，由于石墨在钢水冶炼过程中高温状态下自身容易被氧化，加入量太多在高温下会被氧化形成co、co2等气体，造成镁碳砖工作面材料结构疏松，高温强度降低，容易剥落等；同时随着冶炼技术的进步，在冶炼过程中一些特殊钢种对碳含量要求更为严格，在钢水的冶炼过程中需要避免增碳问题，因此需要降低镁碳砖中鳞片状石墨的用量。一旦降低石墨的用量，又会对镁碳砖的高温性能，如：抗热震稳定性、抗剥落性、抗侵蚀性能产生不利影响，影响其使用寿命。因此，现有镁碳砖中鳞片状石墨的常规用量不低于12％，难以降低镁碳砖中的石墨用量。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种低碳镁碳砖及其制备方法。本发明提供的低碳镁碳砖中的石墨含量低于12％，同时具有良好抗侵蚀性能。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种低碳镁碳砖，以质量分数计，制备原料包括：

4、

5、

6、所述鳞片状石墨和膨胀石墨的总质量分数＜12％。

7、优选的，所述膨胀石墨的目数为50～100目，填充密度为0.175～0.215g/cm3。

8、优选的，所述鳞片状石墨的目数为50～200目。

9、优选的，所述抗氧化剂包括铝粉和硅粉，所述铝粉和硅粉的质量比为(3～9):(1～3)。

10、本发明还提供了上述方案所述低碳镁碳砖的制备方法，包括以下步骤：将电熔镁砂骨料、镁砂粉、鳞片状石墨、膨胀石墨、抗氧化剂和酚醛树脂混合，得到泥料；将所述泥料依次进行成型和烘烤，得到所述低碳镁碳砖。

11、优选的，所述混合包括以下步骤：将电熔镁砂骨料进行预搅拌，之后加入酚醛树脂进行第一混合，得到第一混合料；将所述第一混合料和鳞片状石墨以及膨胀石墨进行第二混合，得到第二混合料；将部分所述镁砂粉和所述第二混合料进行第三混合，得到第三混合料；部分所述镁砂粉为所述镁砂粉总质量的95～97％；将剩余所述镁砂粉和抗氧化剂混合，得到预混料；将所述第三混合料和预混料进行第四混合。

12、优选的，所述第一混合、第二混合、第三混合和第四混合的方式为搅拌，所述第一混合、第二混合和第三混合的转速独立地为5～20r/min，时间独立地为1～5min，所述第四混合的转速为30～50r/min，时间为30～40min。

13、优选的，所述成型所得坯体的体密度为2.95～3.10g/cm3。

14、优选的，所述烘烤的温度为150～300℃，时间为12～24h。

15、本发明提供了一种低碳镁碳砖，以质量分数计，制备原料包括：电熔镁砂骨料60％～70％；镁砂粉20％～30％；鳞片状石墨6％～10％；膨胀石墨0.5％～2％；抗氧化剂1％～3％；酚醛树脂1％～4％；鳞片状石墨和膨胀石墨的总质量分数＜12％。在本发明中，膨胀石墨和常规石墨相比，在质量相同的情况下体积更大，在镁碳砖内部的填充更加充分，能够形成连续的碳链，从而减少石墨的用量。本发明将膨胀石墨和鳞片状石墨配合使用，以膨胀石墨代替部分鳞片状石墨，降低了常规碳镁碳砖中的鳞片状石墨用量，也降低了镁碳砖中的石墨总用量，并且能够保证镁碳砖具有良好的抗侵蚀性能。

16、本发明还提供了上述方案所述低碳镁碳砖的制备方法。本发明提供的制备方法容易操作，适合进行工业化生产。

技术特征：

1.一种低碳镁碳砖，其特征在于，以质量分数计，制备原料包括：

2.根据权利要求1所述的低碳镁碳砖，其特征在于，所述膨胀石墨的目数为50～100目，填充密度为0.175～0.215g/cm3。

3.根据权利要求1所述的低碳镁碳砖，其特征在于，所述鳞片状石墨的目数为50～200目。

4.根据权利要求1所述的低碳镁碳砖，其特征在于，所述抗氧化剂包括铝粉和硅粉，所述铝粉和硅粉的质量比为(3～9):(1～3)。

5.权利要求1～4任一项所述低碳镁碳砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合、第二混合、第三混合和第四混合的方式为搅拌，所述第一混合、第二混合和第三混合的转速独立地为5～20r/min，时间独立地为1～5min，所述第四混合的转速为30～50r/min，时间为30～40min。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述成型所得坯体的体密度为2.95～3.10g/cm3。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述烘烤的温度为150～300℃，时间为12～24h。

技术总结
本发明提供了一种低碳镁碳砖及其制备方法，涉及耐火材料技术领域。本发明提供的低碳镁碳砖，以质量分数计，制备原料包括：电熔镁砂骨料60％～70％；镁砂粉20％～30％；鳞片状石墨6％～10％；膨胀石墨0.5％～2％；抗氧化剂1％～3％；酚醛树脂1％～4％；鳞片状石墨和膨胀石墨的总质量分数＜12％。在本发明中，膨胀石墨体积较大，在镁碳砖内部的填充更加充分，更易形成连续碳链，减少鳞片状石墨的用量。本发明将膨胀石墨和鳞片状石墨配合使用，以膨胀石墨代替部分鳞片状石墨，降低了常规碳镁碳砖中的鳞片状石墨用量以及镁碳砖中的石墨总用量，并且能够保证镁碳砖具有良好的抗侵蚀性能。

技术研发人员：常绍刚,金昭珍,王琳,李俊澈
受保护的技术使用者：安徽省萧县华龙耐火材料有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15