[發(fā)明專利]一種抗氧化、抗剝落性能優(yōu)異的鋼包內襯用超低碳鎂碳磚及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111732416B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 劉麗;何楓;郭鈺龍;張晗;趙繼增;趙偉;顏浩;任林;劉靖軒;趙現堂
• 申請（專利權）人: 北京利爾高溫材料股份有限公司;日照瑞華新材料科技有限公司;日照利爾高溫新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/043
• 分類號: C04B35/043;C04B35/634
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 毛雨田

本發(fā)明提供一種抗氧化、抗剝落性能優(yōu)異的鋼包內襯用超低碳鎂碳磚及其制備方法，按照質量份數計算，其制備原料包括：電熔鎂砂70?120份、石墨0.5?8份、液態(tài)酚醛樹脂0.8?8份、含碳樹脂粉0.1?5份、ZrB₂?SiC復相材料0.5?8份、高溫瀝青0.1?5份。該鋼包內襯用超低碳鎂碳磚具有良好的抗氧化性能及抗剝落性能，可滿足潔凈鋼、超低碳鋼和不銹鋼的冶煉，并取得十分優(yōu)異的使用效果。

技術領域

本發(fā)明屬于耐火材料技術領域，具體涉及一種抗氧化、抗剝落性能優(yōu)異的鋼包內襯用超低碳鎂碳磚及其制備方法。

背景技術

鋼包即鋼水包，是煉鋼工業(yè)中盛鋼水的容器，用鋼制成，內砌有耐火磚，鋼水由鋼包底部的口流出，進行澆鑄。鋼水包用于煉鋼廠、鑄造廠在平爐、電爐或轉爐前承接鋼水、進行澆注作業(yè)。鋼包是煉鋼廠重要的熱工設備，其結構由金屬殼、內襯耐火材料、包嘴等部分組成，鋼包內襯材料的選擇至關重要，其壽命長短不僅關系到耐火材料的消耗和煉鋼成本，而且直接影響鋼的產量和質量。

鎂碳質耐火材料是一種兼具石墨和鎂砂優(yōu)良特性的碳復合耐火材料，有著優(yōu)異的抗侵蝕性及抗熱震性能，在轉爐、電爐和精煉鋼包上作為爐襯材料被廣泛使用。由于使用過程中，熔渣容易滲入耐火材料內部，使耐火材料抗渣侵蝕性能明顯降低，同時，由于熔渣滲入，與其中的氧化物耐火組分反應，使耐火材料表層極易產生燒結，導致熱震穩(wěn)定性降低，因此，為了提高耐火材料抗渣侵蝕性能和熱震穩(wěn)定性，通常需要向其中加入少量碳素材料。

隨著潔凈鋼技術的發(fā)展，要求耐火材料在使用過程中低碳含量、耐沖刷、穩(wěn)定性好、抗鋼水或渣的溶解滲透性好，盡量減少“污染”鋼液，降低增碳和夾雜。但低碳含量的耐火材料在使用過程中其表面很容易氧化脫碳，而一旦脫碳，由于熔渣的滲入，耐火材料組分之間極易產生燒結，使其熱震穩(wěn)定性顯著降低。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的技術問題是提供一種抗氧化、抗剝落性能優(yōu)異的鋼包內襯用超低碳鎂碳磚及其制備方法，該鋼包內襯用超低碳鎂碳磚具有良好的抗氧化性能及抗剝落性能，可滿足潔凈鋼、超低碳鋼和不銹鋼的冶煉，并取得十分優(yōu)異的使用效果。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供的一個方面提供一種抗氧化、抗剝落性能優(yōu)異的鋼包內襯用超低碳鎂碳磚，按照質量份數計算，其制備原料包括：

電熔鎂砂70-120份、石墨0.5-8份、液態(tài)酚醛樹脂0.8-8份、含碳樹脂粉0.1-5份、ZrB₂-SiC復相材料0.5-8份、高溫瀝青0.1-5份。

其中，ZrB₂-SiC復相材料指由ZrB₂相與SiC相構成的多相組織，在原料中作為抗氧化劑。其中，ZrB₂具有較高的熱導率和彈性模量，因此具有相對較好的熱震穩(wěn)定性能，但是單相ZrB₂有相對較差的抗氧化性能，其抗氧化性能與使用溫度密切相關。當溫度低于1100℃時，硼化物表面會氧化生成B₂O₃熔融層，提高材料的抗氧化性能；而高于1100℃時時，液態(tài)B₂O₃蒸發(fā)較快，阻擋作用大大降低，導致抗氧化性能的明顯下降。而SiC相的引入可以明顯改善ZrB₂材料的抗氧化性，主要由于引入SiC后在材料表面形成了一層粘附的硼硅酸鹽玻璃相，有效的抑制了氧氣在材料內部的進一步擴散。

其中，液態(tài)酚醛樹脂與含碳樹脂粉為結合劑，若以單獨的酚醛樹脂做結合劑，在高溫下碳化后，酚醛樹脂以玻璃碳形式存在于材料內部，韌性不夠，材料熱震穩(wěn)定性下降；而單獨含碳樹脂粉作為結合劑，高溫碳化后，因液相粘度高，無法流動狀態(tài)，呈鑲嵌結構，形成了等方向性均質碳，而等方向性碳與異方向性碳相比，前者收縮90%，后者收縮5%，結果形成高強度致密性碳。本發(fā)明中使用含碳樹脂粉與酚醛樹脂共同作為結合劑混合碳化時，會在碳化組織的界面形成鑲嵌式結構，提高材料結合強度。