[發明專利]一種耐火低碳鎂碳磚

在審

• 申請號: 201710987811.9
• 申請日: 2017-10-21
• 公開（公告）號: CN107602087A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 馬小良;許蘅;陳龍
• 申請（專利權）人: 馬小良
• 主分類號: C04B35/043
• 分類號: C04B35/043;C04B35/622
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 馬驍

技術領域

本發明公開了一種耐火低碳鎂碳磚，屬于耐火材料技術領域。

背景技術

由于石墨與爐渣不潤濕以及石墨具有良好的導熱性，使鎂碳磚具有優良的抗渣侵蝕及熱震穩定性能而被廣泛應用于煉鋼生產中。但傳統鎂碳磚的碳含量一般都在10%～20%之間，在長期的實踐應用過程中發現存在如下問題：①由于高熱導率增加熱損耗，故使出鋼溫度提高，帶來能耗增加，同時加大了耐火材料的侵蝕等一系列問題；②作為特殊精煉爐的爐襯材料，如在VOD中冶煉高質量潔凈鋼及超低碳鋼時，會引起增碳問題；③消耗大量寶貴的石墨資源；④隨著冶煉純凈鋼、低碳鋼和超低碳鋼品種比例的增加，鎂碳磚對鋼水增碳使鋼水受到污染的問題變得越來越嚴重，因此須降低其碳含量來減少對鋼水的污染。鑒于以上情況，近年來，精煉鋼包用低碳量、性能優異的低碳鎂碳磚的開發受到社會相關產業的重視，成為鎂碳耐火材料新的發展焦點。

鎂碳磚中碳的含量降低后，磚的熱導率下降、彈性模量增大，從而使磚的抗熱震性能及抗渣侵蝕變差。另外，碳含量降低以后，使熔渣與材料的潤濕性增強，材料的綜合性能變差。因此，許多科研工作者從改變結合劑和炭素原料以及采用高效抗氧化劑等方面著手開發出性能優異的低碳鎂碳磚，但關于低碳鎂碳磚抗渣侵蝕性能方面的研究還不多，其綜合性能提高幅度不明顯，不能滿足日新月異的工業生產的需求。

因此，如何改善低碳鎂碳磚抗渣腐蝕性能及抗熱震性不佳的缺點，以獲取更高綜合性能的低碳鎂碳磚，是其推廣與應用于更廣闊的領域，滿足工業生產需求亟待解決的問題。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是：針對傳統低碳鎂碳磚抗渣腐蝕性能及抗熱震性不佳的缺點，提供了一種耐火低碳鎂碳磚。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種耐火低碳鎂碳磚，是由以下重量份數的原料組成：

級配電熔鎂砂80～120份

石墨化炭質4～6份

藍晶石10～15份

金屬粉8～10份

熱固性樹脂4～10份

固化劑0.1～0.3份

助熔劑0.1～0.3份

所述耐火低碳鎂碳磚具體制備步驟為：

（1）按原料組成稱量各組分；

（2）將級配電熔鎂砂、藍晶石混合球磨后，再與石墨化炭質、金屬粉、熱固性樹脂、固化劑和助熔劑混合，注模，壓制成型，烘烤固化，出料，即得耐火低碳鎂碳磚。

所述級配電熔鎂砂由以下重量份數的原料組成：10～30份粒徑為3～5mm電熔鎂砂，10～30份粒徑為1～2mm電熔鎂砂，20～40份粒徑為0.1～0.8mm電熔鎂砂。

所述石墨化炭質具體制備過程為：將稻殼用水浸泡后，冷凍研磨，干燥后緩慢升溫炭化，高溫石墨化處理后，冷卻，得石墨化炭質。

所述金屬粉是由以下重量份數的原料組成：60～80份鋁粉，8～10份鐵粉。

所述熱固性樹脂為酚醛樹脂2123、酚醛樹脂2127或酚醛樹脂2130中的任意一種。

所述固化劑為六亞甲基四胺、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸甲酯中的任意一種。

所述助熔劑是由以下重量份數的原料組成：40～50份硼砂，10～15份氧化硼，8～10份碳酸鈉。

所述耐火低碳鎂碳磚中還可以添加級配電熔鎂砂質量3～5%的異氰酸酯和級配電熔鎂砂質量2～4%的碳酸氫鈣。

本發明的有益效果是：

（1）本發明技術方案通過在產品中添加鋁粉，鋁粉在加工和使用過程中逐漸被氧化后生成氧化鋁，在使用過程中，部分氧化鋁可在高溫環境下與體系中氧化鎂反應，生成連續分布的尖晶石結構，將體系中的氧化鎂石墨化炭質等成分緊密結合，改善產品內部組織結構，提高內部致密度，從而使產品抗渣侵蝕性能有效提升；

（2）本發明技術方案在產品中添加藍晶石、石墨化炭質和金屬鋁粉，在使用過程中，在高溫條件下，藍晶石發生分解并轉化為莫來石結構，且藍晶石分解會產生部分二氧化硅，可與氧化后的鋁粉反應，在體系內部形成莫來石骨架，從而提高產品的抗熱震性能，而石墨化的炭質中實質上含有石墨化的炭質、二氧化硅及少量碳化硅，在高溫條件下，可在助熔劑的作用下，隨熔融的二氧化硅等物質填充于骨架結構中，提高產品內部致密度，使產品在高低溫轉化過程中尺寸保持穩定；