[發明專利]一種改善超低碳鎂碳材料顯微結構和抗熱震性的方法

在審

• 申請號: 201811279160.9
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109206122A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 馬北越;蘇暢;任鑫明;張亞然;于敬雨;吳樺;高陟;石明東
• 申請（專利權）人: 蘇州佳耐材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/043
• 分類號: C04B35/043;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 韓飛

本發明屬于鋼鐵冶金用耐火材料制備技術領域，具體涉及一種改善超低碳鎂碳材料顯微結構和抗熱震性的方法。本發明的技術方案：首先，將各原料進行預處理，用液態酚醛樹脂混勻粉料和碳粉均勻包裹的電熔鎂砂；其次，對混料壓制成型并固化；最后，在保護氣氛或埋碳條件下高溫燒結制得超低碳鎂碳材料，并對燒結后的超低碳鎂碳材料進行相關性能測試。該方法采用納米技術可獲得與傳統高碳鎂碳耐火材料性能相當的超低碳鎂碳材料，是制備優質高性能超低碳鎂碳耐火材料的新途徑，而且該方法操作簡單易行，便于工業化生產。

技術領域：

本發明屬于鋼鐵冶金用耐火材料制備技術領域，涉及一種改善超低碳鎂碳材料顯微結構和抗熱震性的方法。

背景技術：

隨著汽車、航空航天等工程領域對鋼鐵材料的質量要求日益嚴格，現代冶金工藝控制、冶金耐火材料組分及性能優化成為重中之重。鎂碳材料是鋼包用襯體材料及渣線材料，其性能的優劣，直接影響鋼水質量和鋼包的使用壽命。傳統鎂碳材料的含碳量高，冶煉過程中易出現鋼水增碳等問題，影響鋼材質量。而低碳/超低碳鎂碳材料因其碳含量減少，可有效解決鋼水增碳問題而成為鋼鐵冶金的研究重點。

然而，碳含量減少，鎂碳耐火材料的抗熱震性能和抗侵蝕性會大幅降低。納米粉體因其在耐火材料中的分散性和形貌可控性的特點，可有效改善鎂碳材料的顯微結構，使材料結構致密化，微細化，從而提高超低碳鎂碳材料的高溫強度和抗熱震性。

氧化物在超低碳鎂碳材料中，經高溫煅燒后，可被還原生成高活性的金屬蒸汽，在材料基質中產生氣相催化活化作用，促進材料中原位生成碳化物、氮化物晶須，改善超低碳鎂碳材料的顯微結構，起到增強增韌的效果。

發明內容：

本發明的目的是克服上述現有技術存在的不足，提供一種引入納米稀有和稀散金屬氧化物改善超低碳鎂碳材料顯微結構和抗熱震性的方法。該方法改善了超低碳鎂碳材料顯微結構和抗熱震性；而且具有操作簡單易行，便于工業化生產等優點。

一種改善超低碳鎂碳材料顯微結構和抗熱震性的方法，包括如下步驟：

步驟一、原料處理：

(1)將金屬粉、納米氧化物，按照(5％～9％)：(1％～5％)的重量比充分混合均勻后，高能球磨2h，得到混合均勻的粉料；

(2)將不同粒度的電熔鎂砂進行混料后，與液態酚醛樹脂、碳粉，按照85％：2％：1％的重量比充分混合均勻，得到被碳粉均勻包裹的電熔鎂砂；

(3)將步驟一(1)中得到的粉料、液態酚醛樹脂、步驟一(2)中得到的被碳粉均勻包裹的電熔鎂砂，按照10％:2％:88％的重量比充分混合均勻并困料24h；

步驟二、成型固化：

將困料好的原料壓制成型為170mm×25mm×25mm的鎂碳磚試樣并固化；

步驟三、高溫燒結：

將壓制固化后的鎂碳磚試樣置于高溫燒結設備中，在保護氣氛或者埋碳條件下保溫后制得超低碳鎂碳材料。

本發明的優選技術方案中：在步驟一(1)中，所述的金屬粉為鋁粉、鈦粉、硅粉中的一種；所述的納米稀有和稀散氧化物為三氧化二鉍、三氧化二銻、三氧化硒、五氧化二硒、二氧化硒中的一種。

本發明的優選技術方案中：在步驟一(2)中，所述的電熔鎂砂的氧化鎂含量為96％以上；所述的電熔鎂砂的混料順序依次為3～5mm、1～3mm、0～1mm和320目，其中，3～5mm粒度的電熔鎂砂、1～3mm粒度的電熔鎂砂、0～1mm粒度的電熔鎂砂、320目的電熔鎂砂的質量配比為2:3:3:2。

本發明的優選技術方案中：所述的步驟一(2)中，所述碳粉為天然石墨、炭黑中的一種。