專利名稱：一種含金屬鐵低碳鎂碳磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種耐火材料；具體地說是一種含金屬鐵低碳鎂碳磚。
背景技術(shù)：
氧化鎂的熔點(diǎn)是280(TC，具有很強(qiáng)的耐高溫能力，但其抗熱震性、抗渣滲 透性差；以石墨為代表的碳素材料也具有很強(qiáng)的耐高溫能力，并且其熱膨脹系 數(shù)低，抗熱震性十分優(yōu)異，在高溫下與鋼水、鋼渣不易浸潤，將二者按一定的 比例復(fù)合，組成一種綜合性能好的耐火材料——鎂碳磚。鎂碳磚主要用于煉鋼 耐火材料，一例如轉(zhuǎn)爐、煉鋼電爐、鋼包。我國現(xiàn)有的鎂碳磚一般碳含量>10%, 我國冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分三檔MT-10A、 B、 C; MT-14A、 B、 C; MT-18A、 B、 C， 標(biāo)準(zhǔn)中分別要求碳含量》10%、》14%、》18%。通常符合標(biāo)準(zhǔn)的鎂碳磚才能取 得良好的使用效果。而在低碳鋼如不銹鋼等特鋼的冶煉上，如果使用鎂碳磚， 在冶煉過程中碳成份就會(huì)很容易溶入鋼水中，影響了鋼水的純度，從而影響特 鋼的質(zhì)量。如果降低鎂碳磚中碳比例會(huì)導(dǎo)致鎂碳磚的熱膨脹率提高，抗熱震性 變差、易剝落、壽命低。也可在鎂碳磚中加入一些添加劑來減少剝落，但要防 止加入物污染鋼水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含金屬鐵低碳鎂碳磚，把其中的碳含量降低到8 %以下，以達(dá)到特鋼冶煉的要求，同時(shí)保持了高碳鎂碳磚的性能。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，這種材料其中含有金屬鐵粉1~8%，其余為鎂 砂83~94%，碳素1~6%，用2.5%~5%的含碳結(jié)合劑結(jié)合，單位為重量百分?jǐn)?shù)。
所述碳素為石墨、碳黑中的一種或兩種。所述含碳結(jié)合劑為酚醛樹脂、瀝 青中的一種或兩種。
還可以外加0.05 5%的抗氧化劑，所述抗氧化劑包括以下材料中的一種或多 種物質(zhì)的組合鋁、鎂、硅、鋁鎂合金、碳化硅、碳化硼。單位為重量百分?jǐn)?shù)。
其中，鎂砂的作用是保持低碳鎂碳磚的耐高溫性、抗渣侵蝕性。
碳素的作用是保持低碳鎂碳磚的高溫強(qiáng)度、抗熱震性、抗渣滲透性。為了 保證石墨能在低碳鎂碳磚中彌散分布，要求粒度要細(xì)，同時(shí)也要避免粒度過細(xì) 導(dǎo)致的抗氧化能力下降。
金屬鐵的加入可以起到以下作用l.提高低碳鎂碳磚的熱導(dǎo)率，降低材料內(nèi) 部溫度梯度從而減少內(nèi)部應(yīng)力。2.高溫下金屬鐵軟化、液化抵消材料熱膨脹，減 少熱膨脹率，提高體積穩(wěn)定性。3.金屬鐵與碳素反應(yīng)生成合金，在中溫下產(chǎn)生超 塑性，提供一定的蠕變性。4.金屬鐵氧化吸收氧氣，體積膨脹，堵塞氣孔，可以 起到抗氧化劑的作用。5.金屬鐵的氧化物可以被氧化鎂吸收，形成耐高溫的鐵酸 鎂固溶體，并伴隨體積膨脹，使鎂碳磚的脫碳層致密化。據(jù)氧化鎂一三氧化二 鐵相圖當(dāng)氧化鎂吸收20%的三氧化二鐵，形成的固溶體出現(xiàn)液相溫度高達(dá)233(TC。 6.金屬鐵元素進(jìn)入鋼水，沒有污染。
還可以加入部分抗氧化劑來阻擋碳素和非氧化物被氧化。抗氧化劑可以與 氧氣反應(yīng)，堵塞氣孔，使鎂碳磚的基質(zhì)致密，保護(hù)碳素不被氧化。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用本發(fā)明的低碳鎂碳磚，把碳含量降低到8%以下，達(dá) 到特鋼冶煉的要求，同時(shí)保持了高碳鎂碳磚的抗熱震性能。
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例中的含量均為重量百分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例一
含有鎂砂(粒度大于0，小于等于5mm)83%，石墨6% ，鐵粉(粒度《0.2mm， 金屬鐵含量》90%) 8%，酚醛樹脂液3%。實(shí)施方式鎂砂中粒度小于0.088mm 部分與金屬鐵粉預(yù)先混合得預(yù)混料A。混煉機(jī)中加入鎂砂顆粒、酚醛樹脂液混 合2min，加入石墨混合5min，加入預(yù)混料A，再混合15min后出料得混合料。 把混合料放入壓機(jī)模具中，加壓成型。成型的磚塊放在窯道中烘烤到20(TC。出 窯后得到產(chǎn)品。該產(chǎn)品經(jīng)過高溫后冷態(tài)強(qiáng)度極高，用于鋼包包口，電爐爐門口 部位，可以防止清理鋼渣時(shí)被損壞。
實(shí)施例二
含有鎂砂(粒度大于0，小于等于5mm) 94%,石墨2.5%，鐵粉(粒度 《0.02mm，金屬鐵含量》98%) 1%、酚醛樹脂液體2.5%。外加鋁粉2%。實(shí)施 方式鎂砂中粒度小于0.088mm部分與金屬鐵粉、鋁粉預(yù)先混合得預(yù)混料A。 混煉機(jī)中加入鎂砂顆粒、酚醛樹脂液混合2min，加入石墨混合5min，加入預(yù)混 料A，再混合15min后出料得混合料。把混合料放入壓機(jī)模具中，加壓成型。 成型的磚塊放在窯道中烘烤到20(TC。出窯后得到產(chǎn)品。該產(chǎn)品用于盛鋼桶渣線 部位，具有抗渣性好、不易剝落的特點(diǎn)。
實(shí)施例三，含有鎂砂(粒度大于0，小于等于5mm) 89.95%，碳黑1%， 鐵粉(《0.074mm，金屬鐵含量》97%) 4%、酚醛樹脂液3.5%、瀝青粉1.5%， 碳化硼(0.02mm) 0.05%。實(shí)施方式鎂砂中粒度小于0.088mm部分與金屬鐵 粉、瀝青粉、炭黑、碳化硼預(yù)先混合得預(yù)混料A?；鞜挋C(jī)中加入鎂砂顆粒、酚 醛樹脂液混合3min，加入預(yù)混料A，再混合15min后出料得混合料。把混合料 放入壓機(jī)模具中，加壓成型。成型的磚塊放在窯道中烘烤到20(TC。出窯后得到 產(chǎn)品。該產(chǎn)品140(TC埋碳條件下高溫抗折強(qiáng)度可達(dá)14Mpa。與不加鐵粉的相比 室溫到160(TC熱膨脹減少0.2%;抗氧化試驗(yàn)脫碳層厚度減少2.5mm，僅為4mm。 該產(chǎn)品用于盛鋼桶包壁部位，體積穩(wěn)定性好、不易剝落，能夠使用90次。
實(shí)施例四，含有鎂砂(粒度大于0，小于等于5mm) 89%，石墨(800目)4 %、鐵粉(《0.074mm) 3%、瀝青4%;外加抗氧化劑5%。實(shí)施方式鎂砂中 粒度小于0.088mm部分與金屬鐵粉、抗氧化劑預(yù)先混合得預(yù)混料A。把鎂砂顆 粒加熱到20(TC放入混煉機(jī)，瀝青加熱液化到13(TC也放入混煉機(jī)一起攪拌 2min，加入石墨混合3min，加入預(yù)混料A，再混合10min后出料得混合料。把 混合料趁熱放入壓機(jī)模具中，加壓成型。成型的磚塊冷后得到產(chǎn)品。該產(chǎn)品用 于盛鋼桶包底部位，具有抗鋼水沖擊好、不易剝落的特點(diǎn)，能夠使用100次。
權(quán)利要求
1、一種含金屬鐵低碳鎂碳磚，其特征是其中含有金屬鐵粉1～8％，其余為鎂砂83～94％，碳素1～6％，用2.5％～5％的含碳結(jié)合劑結(jié)合；單位為重量百分?jǐn)?shù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的含金屬鐵低碳鎂碳磚，其特征是所述金屬鐵為純度》90%，粒度《0.2mm的金屬鐵粉。
3、 如權(quán)利要求1所述的含金屬鐵低碳鎂碳磚，其特征是所述碳素為石墨、 碳黑中的一種或兩種物質(zhì)的組合。
4、 如權(quán)利要求1所述的非氧化物復(fù)合低碳鎂碳磚，其特征是所述含碳結(jié) 合劑為酚醛樹脂、瀝青中的一種或兩種物質(zhì)的組合。
5、 如權(quán)利要求1所述的含金屬鐵低碳鎂碳磚，其特征是還外加0.05 5%的抗氧化劑，所述抗氧化劑包括以下材料中的一種或多種物質(zhì)的組合鋁、鎂、硅、鋁鎂合金、碳化硅、碳化硼。
全文摘要
一種含金屬鐵的低碳鎂碳磚，屬于一種耐火材料。按照本發(fā)明所提供的設(shè)計(jì)方案，這種材料含有金屬鐵1～8％，其余為鎂砂83～94％，碳素1～6％，用2.5％～5％的含碳結(jié)合劑結(jié)合，也可外加少量抗氧化劑。這種低碳鎂碳磚的性能與普通鎂碳磚相比，具有向鋼水中增碳少，不易污染超低碳鋼的特點(diǎn)。由于鎂砂為主要成份，使該鎂碳磚具有良好的抗渣侵蝕性能。由于碳素為主要成份之一使該鎂碳磚具有良好的抗渣滲透性能，和優(yōu)良的熱震性能。金屬鐵的加入提高了低碳鎂碳磚的導(dǎo)熱率，高溫下產(chǎn)生液相，降低了內(nèi)部應(yīng)力。從而提高低碳鎂碳磚的抗熱震性能。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101423417SQ20081023485
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者俞曉東, 張雪松, 朱光永 申請(qǐng)人:江蘇蘇嘉集團(tuán)新材料有限公司