一種鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，MgO-C耐火材料已被廣泛的應(yīng)用于有色金屬和鋼鐵冶煉設(shè)備新型爐襯材料。由于石墨具有良好的導(dǎo)熱性能、不易被熔渣潤濕，因而碳復(fù)合材料具有熱震性能好、抗渣侵蝕性好的特點，在上世紀后期在耐火材料使用壽命大幅提高中起到了至關(guān)重要的作用。
[0003]隨著能源、資源的日益短缺，潔凈鋼生產(chǎn)發(fā)展的需要，人們的觀念從單純追求耐火材料的使用壽命轉(zhuǎn)移到并同時考慮能源、資源的節(jié)約以及耐火材料對鋼質(zhì)量的影響。傳統(tǒng)MgO-C耐火材料中的石墨加入量在12%以上，由于大量石墨的存在，在使用過程中熱量損失較大，一方面造成寶貴的石墨資源浪費，一方面造成能源浪費，而且對生產(chǎn)潔凈鋼也有一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的是提供一種能耗低、抗侵蝕性和抗熱震性較強、對鋼水起到一定凈化作用的鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法。
[0005]具體方案為:
一種鎂鈣碳復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
A.將1?7wt%的合成石墨粉體、55?90 wt%的鎂砂、5?40 wt%的無水活性石灰石細粉、2?5 wt%的結(jié)合劑攪拌混合，壓制成型，得到生坯；
B.將生坯烘烤2?24小時，得到鎂鈣碳復(fù)合材料。
[0006]進一步的，步驟A中所述的高溫材料用石墨粉體是由70?98 wt%的石墨粉和2?30 wt%的含娃物質(zhì)攪拌混合2?10分鐘后，自然干燥24小時后，再于110?300°C條件下熱處理5?24小時，自然冷卻，即得高溫材料用石墨粉體，且其粒徑為3?600 μπι。
[0007]進一步的，步驟Α中所述的鎂砂為電熔鎂砂顆粒、燒結(jié)鎂砂顆粒、電熔鎂砂細粉或燒結(jié)鎂砂細粉中的一種以上。
[0008]進一步的，所述的鎂砂中的MgO含量多94wt% ;電熔鎂砂顆粒和燒結(jié)鎂砂顆粒的粒徑為0.2?10mm，電熔鎂砂細粉和燒結(jié)鎂砂細粉的粒徑為2?200 μπι。
[0009]進一步的，所述的無水活性石灰石粉體中的CaO含量彡53wt%，其粒徑為1?20 μ mD
[0010]進一步的，所述的結(jié)合劑為酚醛樹脂、瀝青、酚醛樹脂和瀝青的混合物、酚醛樹脂和六次甲基四胺的混合物中的任意一種；其中，酚醛樹脂的殘?zhí)悸识?0%。
[0011]進一步的，步驟B中所述的烘烤溫度為150?350 °C。
[0012]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明在制備過程中引入一定數(shù)量的極細的無水活性石灰石細粉。在使用過程中，鎂鈣碳復(fù)合材料中的結(jié)合劑在較低溫度下首先炭化并形成小氣孔通道，在較高溫度下，無水活性石灰石分解釋放出C02氣體與CaO起到的作用有:(1)生成的氣體從結(jié)合劑炭化形成的氣孔排出并在材料中形成微孔，降低材料的熱導(dǎo)率，并且微孔的形成使材料的強度提尚，同時有利于提尚材料的熱震穩(wěn)定性能；(2)分解出的CaO對鋼液中S、P元素有顯著的凈化效果。
[0013]本發(fā)明所制備的鎂鈣碳復(fù)合材料既具有高熔點、較強抗氧化性、熱震穩(wěn)定性、抗冶金熔渣和金屬熔體的滲透和侵蝕能力，與傳統(tǒng)材料相比，熱量損失少，以利于降低能耗，同時具備凈化鋼液的功能。本發(fā)明所制備的鎂鈣碳復(fù)合材料適用于冶金爐及容器內(nèi)襯。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
[0015]為避免重復(fù)，現(xiàn)將本【具體實施方式】所涉及的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述:
以下實施例中所述的高溫材料用石墨粉體為70?98 wt%的石墨粉和2?30 wt%的含硅物質(zhì)攪拌混合2?10分鐘后，自然干燥24小時得到的高溫材料用石墨粉體，且其粒徑為3?600 μπι;鎂砂中的MgO量多94wt% ；電熔鎂砂顆粒和燒結(jié)鎂砂的粒徑為0.2?10mm,電熔鎂砂細粉和燒結(jié)鎂砂細粉的粒徑為2?200 μm ;無水活性石灰石粉體中的CaO量彡53wt%，其粒徑為1?20 μπι;酚醛樹脂的殘?zhí)悸梳?0%ο
[0016]實施例1
一種鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法。先將55?60wt%的電熔鎂砂顆粒、10?15 wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、10?15wt%的燒結(jié)鎂砂細粉、5?10wt%的無水活性石灰石細粉、1?3wt%的高溫材料用石墨粉體、2?4wt%的結(jié)合劑攪拌混合，壓制成型:然后在150?230°C條件下燒烤15?24小時，制得一種鎂鈣碳復(fù)合材料。
[0017]本實施例中:結(jié)合劑為酚醛樹脂。
[0018]實施例2
一種鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法。先將49?53wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、6?8wt%的燒結(jié)鎂砂細粉、14?21wt%的電熔鎂砂細粉、10?20wt%的無水活性石灰石細粉、1?3wt%的高溫材料用石墨粉體、3?5wt%的結(jié)合劑攪拌混合，壓制成型:然后在230?350°C條件下燒烤15?24小時，制得一種鎂鈣碳復(fù)合材料。
[0019]本實施例中:結(jié)合劑為瀝青。
[0020]實施例3
一種鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法。先將55?80wt%的電熔鎂砂細粉、10?30wt%的無水活性石灰石細粉、1?3wt%的高溫材料用石墨粉體、2?4wt%的結(jié)合劑攪拌混合，壓制成型:然后在230?350°C條件下燒烤15?24小時，制得一種鎂鈣碳復(fù)合材料。
[0021]本實施例中:結(jié)合劑為酚醛樹脂和瀝青的混合物。
[0022]實施例4
一種鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法。先將55?80wt%的燒結(jié)鎂砂細粉、10?30wt%的無水活性石灰石細粉、1?3wt%的高溫材料用石墨粉體、2?4wt%的結(jié)合劑攪拌混合，壓制成型:然后在230?350°C條件下燒烤15?24小時，制得一種鎂鈣碳復(fù)合材料。
[0023]本實施例中:結(jié)合劑為酚醛樹脂。
[0024]實施例5 一種鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法。先將50?60wt%的電熔鎂砂顆粒、6?9wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、20?40wt%的無水活性石灰石細粉、4?7wt%的高溫材料用石墨粉體、2?4wt%的結(jié)合劑攪拌混合，壓制成型:然后在150?230°C條件下燒烤2?8小時，制得一種鎂鈣碳復(fù)合材料。
[0025]本實施例中:結(jié)合劑為酚醛樹脂和六次甲基四胺的混合物。
[0026]實施例6
一種鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法。先將29?31wt%的燒結(jié)鎂砂顆粒、20?22wt%的電熔鎂砂顆粒、4?8wt%的電熔鎂砂細粉、20?30wt%的無水活性石灰石細粉、3?6wt%的高溫材料用石墨粉體、2?3wt%的結(jié)合劑攪拌混合，壓制成型:然后在150?230°C條件下燒烤2?9小時，制得一種鎂鈣碳復(fù)合材料。
[0027]本實施例中:結(jié)合劑為酚醛樹脂和六次甲基四胺的混合物。
[0028]本【具體實施方式】在制備過程中引入一定數(shù)量的極細的無水活性石灰石細粉，在使用過程中，結(jié)合劑在較低溫度下首先炭化并形成小氣孔通道，在較高溫度下，無水活性石灰石分解釋放出氣體與CaO:(1)生成的氣體從結(jié)合劑炭化形成的氣孔排出并在材料中形成微孔，降低材料的熱導(dǎo)率，并且微孔的形成使材料的強度提高，同時有利于提高材料的熱震穩(wěn)定性能；(2)分解出的CaO對鋼液中S、P元素有顯著的凈化效果。
[0029]所制備的鎂鈣碳復(fù)合材料既具有高熔點、較強抗氧化性、熱震穩(wěn)定性、抗冶金熔渣和金屬熔體的滲透和侵蝕能力，與傳統(tǒng)材料相比，熱量損失少，以利于降低能耗同時還具備凈化鋼液的功能。適用于冶金爐及容器內(nèi)襯。
【主權(quán)項】
1.一種鎂鈣碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: A.將1?7wt%的高溫材料用石墨粉體、55?90 wt%的鎂砂、5?40 wt%的無水活性石灰石細粉、2?5 wt%的結(jié)合劑攪拌混合，壓制成型，得到生坯； B.將生坯烘烤2?24小時，得到鎂鈣碳復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂鈣碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟A中所述的高溫材料用石墨粉體是由70?98 wt%的石墨粉和2?30 wt%的含娃物質(zhì)攪拌混合2?10分鐘后，自然干燥24小時后，再于110?300°C條件下熱處理5?24小時，自然冷卻，即得高溫材料用石墨粉體，且其粒徑為3?600 μm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂鈣碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟A中所述的鎂砂為為電熔鎂砂顆粒、燒結(jié)鎂砂顆粒、電熔鎂砂細粉和燒結(jié)鎂砂細粉中的一種以上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鎂鈣碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的鎂砂中的MgO含量多94wt% ；電熔鎂砂顆粒和燒結(jié)鎂砂顆粒的粒徑為0.2?10mm，電熔鎂砂細粉和燒結(jié)鎂砂細粉的粒徑為2?200 μ m。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂鈣碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟A中所述的無水活性石灰石粉體中的CaO含量多53wt%，其粒徑為1?20 μ m。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂鈣碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟A中所述的結(jié)合劑為酚醛樹脂、瀝青、酚醛樹脂和瀝青的混合物、酚醛樹脂和六次甲基四胺的混合物中的任意一種；其中，酚醛樹脂的殘?zhí)悸识?0%ο7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂鈣碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟Β中所述的烘烤溫度為150?350°C。8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的一種鎂鈣碳復(fù)合材料的制備方法所制得的一種鎂鈣碳復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎂鈣碳復(fù)合材料及其制備方法，其制備方法包括以下步驟：A．將1～7wt%的高溫材料用石墨粉體、55～90wt%的鎂砂、5～40wt%的無水活性石灰石細粉、2～5wt%的結(jié)合劑攪拌混合，壓制成型，得到生坯；B．將生坯烘烤2～24小時，得到鎂鈣碳復(fù)合材料。本發(fā)明所制備的鎂鈣碳復(fù)合材料既具有高熔點、較強抗氧化性、熱震穩(wěn)定性、抗冶金熔渣和金屬熔體的滲透和侵蝕能力，與傳統(tǒng)材料相比，熱量損失少，以利于降低能耗，同時具備凈化鋼液的功能，適用于冶金爐及容器內(nèi)襯。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號】CN105272273
【申請?zhí)枴緾N201510614143
【發(fā)明人】薛鴻雁, 許興堂, 黃江文, 白曉, 呂寶豐, 彭德江, 周超, 李強
【申請人】焦作市金鑫恒拓高溫材料有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月24日