[發明專利]一種利用改性鎂砂制備的低碳鎂碳磚及其制備方法

在審

• 申請號: 201810437648.3
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108395218A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 吳鋒;薛宗偉;牛穎;李志輝;李心慰;欒旭;徐娜;王林
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: C04B35/04
• 分類號: C04B35/04;C04B35/626
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 陳錚

本發明屬于冶金用鎂碳磚的生產及應用技術領域，具體涉及一種改性鎂砂、利用該改性鎂砂制備的低碳鎂碳磚及其制備方法。該改性鎂砂以輕燒鎂砂粉（MgO＞94%）為主要原料，單獨添加單斜氧化鋯或氧化釔，或復合添加，經高溫燒結制備而成。由此制備的高純度、高致密度、高熱震穩定性的低碳鎂碳磚，由于采用的主體原料改性鎂砂具有晶內微氣孔和微裂紋，大幅度提高了磚的熱震穩定性的同時也保留了氧化鎂高耐火度、高溫化學穩定性以及抗鋼水、鋼渣侵蝕的優良性能，可長期應用于鋼鐵冶金、稀有金屬冶煉過程中的高溫、高腐蝕、溫度劇烈變化的環境。

技術領域

本發明屬于冶金用鎂碳磚的生產及應用技術領域，具體涉及一種改性鎂砂、利用該改性鎂砂制備的低碳鎂碳磚及其制備方法。

背景技術

氧化鎂屬立方晶系氯化鈉型結構，理論密度3.58g/cm³，熔點2800℃，力學性能優良，化學性質穩定，具有優異的熱化學性質和抵抗金屬侵蝕的穩定性，可以用作鋼鐵冶煉以及熔煉稀有金屬等高溫冶金行業。但是，氧化鎂熱膨脹系數高，熱震穩定性較差，鋼鐵冶煉窯爐一般屬于間歇式操作，期間冶煉用的窯爐經受急冷急熱的過程，如果直接使用純氧化鎂制作的耐火制品作為工作襯，在冶煉的過程中會產生開裂、剝落等問題，影響冶煉的效率和產品的質量。為了解決以上問題，耐火材料科技工作者發明了含石墨的鎂碳磚，石墨的引入大大提高了煉鋼窯爐工作襯耐火材料的熱震穩定性，同時也提高了抗渣侵蝕性能。但是，隨著社會的發展，傳統的普碳鋼，不管是在需求上還是在附加值上都逐漸失去了競爭優勢，而低碳鋼和特種鋼的需求越來越大。傳統的鎂碳磚在煉鋼時磚中的碳容易污染鋼水，不能滿足低碳鋼和超低碳鋼等特種鋼的生產需求，亟需性能優良的低碳鎂碳磚。

經過耐火材料科技工作者的多年的努力，近年來，低碳鎂碳磚（碳含量小于5%）已經可以用于鋼包的渣線部位，但是由于降低了磚中的碳含量，其熱震穩定性較差。目前改善低碳鎂碳磚熱震穩定性的方式有兩種，一種是通過改變碳的引入方式來提高其抗熱震穩定性，另外一種是通過改變結合劑的種類使其固化后具有一定的韌性來達到提高低碳鎂碳磚熱震穩定性的目的。這兩種低碳鎂碳磚雖然均可用于鋼鐵冶煉，但是依然存在容易熱剝落、使用壽命低及成本高等缺點。

因此，研制一種新型的低碳鎂碳磚成為目前亟待解決的問題。

發明內容

為了進一步提高低碳鎂碳磚的抗熱震穩定性及使用壽命，本發明的目的在于提供了一種高致密度、高熱震穩定性的改性鎂砂，由此改性鎂砂制備的低碳鎂碳磚及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用技術方案如下。

一種高致密度、高熱震穩定性的改性鎂砂，以輕燒鎂砂粉（MgO＞94%）為主要原料，單獨添加單斜氧化鋯或氧化釔，或復合添加單斜氧化鋯和氧化釔，經高溫燒結制備而成。

所述改性鎂砂的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，按氧化釔加入質量分數2%，輕燒鎂砂粉質量分數98%稱量，或按單斜氧化鋯加入質量分數10%，輕燒鎂砂粉質量分數90%稱量，或按氧化釔加入質量分數為2%，單斜氧化鋯加入質量分數為8%，輕燒鎂砂粉質量分數90%稱量，三種配料方式配制混合料，以高純氧化鋯球和無水乙醇為球磨介質在球磨機中進行濕法混料，球磨機中以300轉/分共磨24h，得到混合均勻的氧化鎂漿料。

所述混合料：氧化鋯球：無水乙醇的質量比為1：2：1.5。

步驟2，將所得的氧化鎂漿料在干燥窯中60℃保溫24h烘干后，放入研磨機中研磨后，經80目振動篩過篩，獲得粒徑≤178um的改性鎂砂粉料。

步驟3，將所得的粉體在200MPa壓力下，經干壓成型后，獲得改性鎂砂荒坯。

步驟4，將所得的改性鎂砂荒坯放在隧道窯或梭式窯中1550℃保溫5-8h燒結，冷卻后在顎式破碎機和圓錐破碎機中破碎，經篩分后得到不同粒度的改性鎂砂顆粒料，取顆粒料經雷蒙機研磨后得到≤0.088mm的改性鎂砂細粉。