不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，屬于鎂碳磚耐火材料領域。
【背景技術】
[0002]由于鎂碳磚具有優(yōu)良的抗熱震性和較好的抗渣性，同時鎂砂資源非常豐富，故鎂碳磚在冶金領域得到了非常廣泛的使用。不過，鎂碳磚在服役過程中也存在三個方面的問題，第一，當鎂碳磚遇到氧化性渣或氧化氣氛會導致其中碳嚴重氧化，大大降低鎂碳磚的性能，減少使用壽命，第二，由于鎂碳磚中的碳在鋼水精煉過程中會有一部分溶解，導致鋼水增碳，這對于一些鋼種而言是不允許的，第三，當含碳量較高時會提高鎂碳磚的導熱性，這對于鋼包而言會增加熱損失，這不利于鋼水的精煉和運輸，第四，石墨資源非常寶貴，大量的優(yōu)質石墨資源用于鎂碳磚的生產上加劇了石墨的消耗。
[0003]基于以上原因，鎂碳磚的發(fā)展趨勢是要求降低碳含量，例如碳含量低于10%，但是與此同時帶來了新的問題就是鎂碳磚的抗熱震性降低。針對這個問題，學者提出采用添加納米級的碳素例如碳納米纖維或納米碳粉，或者通過加入改性的有機結合劑替代普通的酚醛樹脂，在鎂碳磚的使用過程中原位形成碳納米纖維來提高其抗熱震性。無論哪種方法都存在一個成本控制的問題，當成本大幅增加時會迫使冶金企業(yè)放棄使用，另外納米碳素還存在一個分散的問題，這也是制備過程的一個難題。
[0004]因此，如何在降低碳含量的同時保證鎂碳磚的性能不大幅降低、成本不大幅升高成為了一個需要解決的問題。
[0005]

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種可以把低碳鎂碳磚和普通鎂碳磚結合起來使用的技術，既能夠減少鎂碳磚中碳對鋼水質量的影響，又能減少因為低碳化導致的鎂碳磚剝落問題。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術方案，一種不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，按重量份計:
(1)工作部分鎂碳磚的制備:取60-85份的電熔鎂砂顆粒，10-25份的電熔鎂砂細粉，0.2-5份的石墨細粉，1-5份的抗氧化劑，混合均勻后，再加入1-6份的酚醛樹脂，在混煉機中混煉10-60min，備用；
(2)非工作部分的鎂碳磚的制備:取60-80份的鎂砂顆粒，7-16份的鎂砂細粉，5-14份的鱗片石墨，0-4份的抗氧化劑，混合均勻后，再加入2.5-6份的酚醛樹脂，在混煉機中混煉 10-60min，備用；
(3)成型烘烤固化:按工作部分鎂碳磚:非工作部分的鎂碳磚長度比1-9:3取物料，裝入模具中，100-250MPa下壓制成型，然后在150_300°C下烘烤固化10_20h，即得產品不同碳含量復合的鎂碳磚。
[0008]步驟(I)所得工作部分鎂碳磚碳含量為2%_8% ;步驟(2)所得非工作部分的鎂碳磚碳含量為8%-17%。
[0009]步驟(I)中所述電恪鎂砂顆粒大小為l_8mm，電恪鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量均大于95wt.%。
[0010]步驟(2)中鎂砂顆粒大小為l_8mm，鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量。
[0011]步驟(2)中所述鎂砂顆粒和細粉所用鎂砂為海水鎂砂、燒結鎂砂或電熔鎂砂中的任何一種。
[0012]所述石墨細粉粒度小于0.05_，鱗片石墨粒度小于0.1_。
[0013]所述抗氧化劑可以為鋁粉、鋁鎂合金粉、金屬硅粉、碳化硅或碳化硼中的一種或多種。
[0014]本發(fā)明通過選用優(yōu)質電熔鎂砂提高工作部分的抗渣性，通過選用較低品質的鎂砂降低非工作部分的成本，通過工作部分采用低碳鎂碳磚來提高熱阻減少冶煉過程的熱損失，并且可以減少碳對鋼水增碳的影響，通過合理控制工作部分與非工作部分的比例，降低工作部分的低碳鎂碳磚的厚度，從而減輕熱震對鎂碳磚的沖擊。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明所制備的復合鎂碳磚協(xié)調了兩種不同鎂碳磚的性能，提高了鎂碳磚的抗熱震性和抗渣性，同時又可以降低熱損失；
(2)本發(fā)明所制備的復合鎂碳磚可以應用于對碳含量要求較低的鋼種冶煉過程中；
(3)本發(fā)明提供的制備方法簡單易行，成本增加的幅度非常小，具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明不同碳含量復合的鎂碳磚結構示意圖。
[0017]附圖標記說明:1、工作部分的鎂碳磚；2、非工作部分的鎂碳磚原料。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體的實施方式對本發(fā)明作進一步的描述，而非對其保護范圍進行限制。
[0019]實施例1
一種不同碳含量復合的鎂碳磚及其制備方法，包括以下工藝步驟:
(1)工作部分鎂碳磚的制備:選用77.8份的電熔鎂砂顆粒，14份的電熔鎂砂細粉，3份的石墨細粉，1.2份的鋁粉抗氧化劑，混合均勻后，再加入4份的酚醛樹脂，進行混煉15min，備用;
(2)非工作部分的鎂碳磚的制備:選用60份的鎂砂顆粒，16份的鎂砂細粉，14份的鱗片石墨，4份的碳化硅抗氧化劑，混合均勻后，再加入6份的酚醛樹脂，進行混煉20min，備用；
(3)烘烤固化:非工作部分的鎂碳磚長度比2:3的比例裝入模具中，在150MPa下壓制成型，300°C下烘烤12小時即得到不同碳含量復合的鎂碳磚。
[0020]步驟(I)所得工作部分鎂碳磚碳含量為2% ;步驟(2)所得非工作部分的鎂碳磚碳含量為8%。
[0021]步驟(I)中所述電恪鎂砂顆粒大小為l_8mm，電恪鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量均大于95wt.%。
[0022]步驟(2)中鎂砂顆粒大小為l_8mm，鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量。
[0023]步驟(2)中所述鎂砂顆粒和細粉所用鎂砂為海水鎂砂、燒結鎂砂或電熔鎂砂中的任何一種。
[0024]所述石墨細粉粒度小于0.05mm,鱗片石墨粒度小于0.1mm。
[0025]實施例2
一種不同碳含量復合的鎂碳磚及其制備方法，包括以下工藝步驟:
(1)工作部分鎂碳磚的制備:選用78.5份的電熔鎂砂顆粒，12份的電熔鎂砂細粉，4.5份的石墨細粉，2份的鋁粉抗氧化劑，混合均勻后，再加入3份的酚醛樹脂，進行混煉20min，備用;
(2)非工作部分的鎂碳磚的制備:選用75份的鎂砂顆粒，12.5份的鎂砂細粉，10份的鱗片石墨，混合均勻后，再加入2.5份的酚醛樹脂，進行混煉30min，備用；
(3)烘烤固化:非工作部分的鎂碳磚長度比1:3的比例裝入模具中，在200MPa下壓制成型，200°C下烘烤20小時即得到不同碳含量復合的鎂碳磚。
[0026]步驟(I)所得工作部分鎂碳磚碳含量為8% ;步驟(2)所得非工作部分的鎂碳磚碳含量為17%。
[0027]步驟(I)中所述電恪鎂砂顆粒大小為l_8mm，電恪鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量均大于95wt.%。
[0028]步驟(2)中鎂砂顆粒大小為l_8mm，鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量。
[0029]步驟(2)中所述鎂砂顆粒和細粉所用鎂砂為海水鎂砂、燒結鎂砂或電熔鎂砂中的任何一種。
[0030]所述石墨細粉粒度小于0.05mm，鱗片石墨粒度小于0.1mm。
[0031]實施例3
一種不同碳含量復合的鎂碳磚及其制備方法，包括以下工藝步驟:
(1)工作部分鎂碳磚的制備:選用66.8份的電熔鎂砂顆粒，25份的電熔鎂砂細粉，0.2份的石墨細粉，2份的鋁鎂合金粉抗氧化劑，混合均勻后，再加入6份的酚醛樹脂，進行混煉40min，備用；
(2)非工作部分的鎂碳磚的制備:選用80份的鎂砂顆粒，9.5份的鎂砂細粉，5份的鱗片石墨，3份的金屬硅粉抗氧化劑，混合均勻后，再加入2.5份的酚醛樹脂，進行混煉40min，備用;
(3)烘烤固化:按工作部分鎂碳磚:非工作部分的鎂碳磚長度比9:3的比例裝入模具中，在250MPa下壓制成型，250°C下烘烤20小時即得到不同碳含量復合的鎂碳磚。
[0032]步驟(I)所得工作部分鎂碳磚碳含量為6% ;步驟(2)所得非工作部分的鎂碳磚碳含量為12%。
[0033]步驟(I)中所述電恪鎂砂顆粒大小為l_8mm，電恪鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量均大于95wt.%。
[0034]步驟(2)中鎂砂顆粒大小為l_8mm，鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量。
[0035]步驟(2)中所述鎂砂顆粒和細粉所用鎂砂為海水鎂砂、燒結鎂砂或電熔鎂砂中的任何一種。
[0036]所述石墨細粉粒度小于0.05mm,鱗片石墨粒度小于0.1_。
【主權項】
1.一種不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，其特征是按重量份計: (1)工作部分鎂碳磚的制備:取60-85份的電熔鎂砂顆粒，10-25份的電熔鎂砂細粉，0.2-5份的石墨細粉，1-5份的抗氧化劑，混合均勻后，再加入1-6份的酚醛樹脂，在混煉機中混煉10-60min，備用； (2)非工作部分的鎂碳磚的制備:取60-80份的鎂砂顆粒，7-16份的鎂砂細粉，5-14份的鱗片石墨，混合均勻后，再加入2.5-6份的酚醛樹脂，在混煉機中混煉10-60min，備用； (3)烘烤固化:按工作部分鎂碳磚:非工作部分的鎂碳磚長度比1-9:3取物料，裝入模具中，100-250MPa下壓制成型，然后在150_300°C下烘烤固化10_20h，即得產品不同碳含量復合的鎂碳磚。
2.如權利要求1所述不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，其特征是步驟(2)制備過程為:取60-80份的鎂砂顆粒，7-16份的鎂砂細粉，5-14份的鱗片石墨，再添加0_4份的抗氧化劑，混合均勻后，再加入2.5-6份的酚醛樹脂，在混煉機中混煉10-60min，備用。
3.如權利要求1所述不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，其特征是:步驟(I)所得工作部分鎂碳磚碳含量為2%-8% ;步驟(2)所得非工作部分的鎂碳磚碳含量為8%-17%。
4.如權利要求1所述不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，其特征是:步驟(I)中所述電熔鎂砂顆粒大小為l_8mm，電熔鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量均大于95wt.%。
5.如權利要求1所述不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，其特征是:步驟(2)中鎂砂顆粒大小為l_8mm，鎂砂細粉粒度小于0.1mm，其中MgO含量。
6.如權利要求1所述不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，其特征是:步驟(2)中所述鎂砂顆粒和細粉所用鎂砂為海水鎂砂、燒結鎂砂或電熔鎂砂中的任何一種。
7.如權利要求1所述不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，其特征是:所述石墨細粉粒度小于0.05mm，鱗片石墨粒度小于0.1mm。
8.如權利要求1所述不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，其特征是:所述抗氧化劑可以為鋁粉、鋁鎂合金粉、金屬硅粉、碳化硅或碳化硼中的一種或多種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種不同碳含量復合的鎂碳磚的制備方法，屬于耐火材料領域。其通過工作部分鎂碳磚的制備、非工作部分的鎂碳磚的制備和烘烤固化得到最終產品不同碳含量復合的鎂碳磚。本發(fā)明針對低碳鎂碳磚性能較差和鋼水精煉過程中要求低碳化的趨勢，把低碳鎂碳磚和普通鎂碳磚結合起來，降低低碳鎂碳磚的厚度，控制加工的成本，從而滿足冶煉過程和耐火材料生產的要求。
【IPC分類】C04B35-66, C04B35-622
【公開號】CN104529491
【申請?zhí)枴緾N201410831449
【發(fā)明人】張雪松, 曹麗云, 俞曉東, 范鼎東, 尹振興
【申請人】江蘇蘇嘉集團新材料有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月26日