本發明涉及一種鋼包用低碳鎂碳磚及其制備方法。
背景技術：
：碳復合材料是20世紀80年代開始發展起來的一類新型耐火材料，其中mg0-c耐火材料是其中最重要的品種之一，至今仍廣泛應用于轉爐、電爐、鋼包以及滑板和爐外精煉等方面。隨著冶煉技術的進步，近年來，世界各國都在大力發展爐外精煉工藝，低碳鋼和超低碳鋼的產量越來越高，為了提高鋼的品質，傳統的鎂碳耐火材料由于增碳等問題已不能滿足使用要求，在此情況下，較低碳含量的低碳鎂碳耐火材料成為鎂碳耐火材料新的發展熱點。對于鎂碳耐火材料來說，其優良的性能主要在于碳，降低碳含量，勢必造成材料的某些性能的下降：一方面，材料的熱導率下降，彈性模量增大，從而使材料的抗熱震性變差，另一方面，碳含量降低后，使熔渣與材料的潤濕性增強，材料的抗滲透性變差。因此生產低碳鎂質耐火材料，必須解決其抗熱震性變差，抗滲透性變差的問題。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種鋼包用低碳鎂碳磚及其制備方法，是用鎂鋯砂代替部分電熔鎂砂制作低碳鎂碳磚，以不同顆粒級配的電熔鎂砂、鎂鋯砂和鱗片石墨為主要原料，以酚醛樹脂、改性瀝青為結合劑，通過添加抗氧化劑，提高低碳鎂碳磚的抗熱震穩定性、抗滲透性能。為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：一種鋼包用低碳鎂碳磚，是由下列重量份數的原料制備而成：0<粒度≤1mm的鎂鋯砂1-8份、1mm<粒度≤3mm的鎂鋯砂2-10份、3mm<粒度≤5mm鎂鋯砂4-12份、5mm<粒度≤8mm的鎂鋯砂2-10份、0<粒度≤1mm的電熔鎂砂15-25份、1mm<粒度≤3mm的電熔鎂砂15-30份、3mm<粒度≤5mm的電熔鎂砂15-25份、5mm<粒度≤8的電熔鎂砂10-35份、200目電熔鎂砂18-28份、鱗片石墨4份以下、325目鋁粉0.5-5份、200目碳化硅粉5份以下、酚醛樹脂0.5-10份、改性瀝青10份以下。所述的電熔鎂砂，其化學組分的重量百分比為：mgo≥96.5％、cao≤1.5％、sio2≤1.2％、fe2o3≤0.6％；體密≥3.45g/㎝3。所述的鎂鋯砂，其化學組分的重量百分比為：mgo≥90.5％、zro2≥4.5％、cao≤1.0％、sio2≤2.0％、al2o3≤0.2％；體密≥3.4g/㎝3。所述鱗片石墨的粒度為100目；c的重量百分比含量≥95.0％。所述金屬鋁粉的粒度為325目；al的重量百分比含量≥99.0％。所述碳化硅粉的粒度為200目；sic的重量百分比含量≥97.0％。所述酚醛樹脂，其化學組分的重量百分比和指標為：固含量≥80％、殘碳≥46％、游離酚≤10％、水分≤3.0％；ph值6～7。所述改性瀝青的指標為：殘碳的重量百分比含量≥71％，灰分的重量百分比含量≤0.1％。一種鋼包用低碳鎂碳磚的制備方法，包括如下步驟：1)將電熔鎂砂在顎式破碎機中破碎，篩分為0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm、5mm＜粒度≤8mm、200目以下的原料；將鎂鋯砂在顎式破碎機中破碎，篩分為0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm、5mm＜粒度≤8mm的顆粒原料；2)按上述重量份數稱取原料，封閉備用；3)將碳化硅粉、鋁粉、改性瀝青在干式振動磨中混合均勻，制成共磨粉；4)將上述步驟1)中得到的電熔鎂砂顆粒與鎂鋯砂顆粒進行混煉2～5分鐘，一次性緩慢加入酚醛樹脂濕混2～3分鐘，再加入鱗片石墨混1～2分鐘，最后加入上述步驟3)中得到的共磨粉混22～28分鐘后出料；5)壓磚機上成型；6)將成型后的鎂碳磚，干燥熱處理24小時以上，其中進窯口溫度不高于60℃，該溫度下烘烤8小時以上；110℃烘烤8小時以上；150～250℃烘烤8小時以上。與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明用鎂鋯砂代替部分電熔鎂砂制作低碳鎂碳磚，利用氧化鋯的化學穩定性及其“相變贈韌”的作用，提高低碳鎂碳磚的熱震穩定性及抗侵蝕性。添加改性瀝青可使材料中形成aion，mga1204納米棒及鑲嵌狀結構，對提高低碳鎂碳材料的性能有利。由于瀝青炭化溫度高，在較高的溫度下仍具有一定的流動性，可滲入樹脂炭的空隙中，與酚醛樹脂炭很好的結合，炭化后形成鑲嵌結構，提高材料的碳結合強度，從而改善鎂碳材料的性能特別是高溫性能。此外，瀝青的加入可促進金屬a1氧化后生成的a1203與mg0的反應形成mga1204，提高材料性能。具體實施方式下面對本發明的具體實施方式作進一步說明：一種鋼包用低碳鎂碳磚，是由下列重量份數的原料制備而成：0<粒度≤1mm的鎂鋯砂1-8份、1mm<粒度≤3mm的鎂鋯砂2-10份、3mm<粒度≤5mm鎂鋯砂4-12份、5mm<粒度≤8mm的鎂鋯砂2-10份、0<粒度≤1mm的電熔鎂砂15-25份、1mm<粒度≤3mm的電熔鎂砂15-30份、3mm<粒度≤5mm的電熔鎂砂15-25份、5mm<粒度≤8的電熔鎂砂10-35份、200目(小于0.074mm)電熔鎂砂18-28份、鱗片石墨4份以下、325目(小于0.045mm)鋁粉0.5-5份、200目(小于0.074mm)碳化硅粉5份以下、酚醛樹脂0.5-10份、改性瀝青10份以下。所述的電熔鎂砂，其化學組分的質量百分比為：mgo≥96.5％、cao≤1.5％、sio2≤1.2％、fe2o3≤0.6％；體密≥3.45g/㎝3。所述的鎂鋯砂，其化學組分的質量百分比為：mgo≥90.5％、zro2≥4.5％、cao≤1.0％、sio2≤2.0％、al2o3≤0.2％；體密≥3.4g/㎝3。所述鱗片石墨的粒度為100目；c的質量百分含量≥95.0％。所述金屬鋁粉的粒度為325目；al的質量百分含量≥99.0％。所述碳化硅粉的粒度為200目；sic的質量百分含量≥97.0％。所述酚醛樹脂，其化學組分的質量百分比和指標為：固含量≥80％、殘碳≥46％、游離酚≤10％、水分≤3.0％；ph值6～7。所述改性瀝青的指標為：殘碳的質量百分含量≥71％，灰分的質量百分含量≤0.1％。一種鋼包用低碳鎂碳磚的制備方法，包括如下步驟：1)將電熔鎂砂在顎式破碎機中破碎，篩分為0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm、5mm＜粒度≤8mm、200目以下的原料；將鎂鋯砂在顎式破碎機中破碎，篩分為0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm、5mm＜粒度≤8mm的顆粒原料；2)按上述重量份數稱取原料，封閉備用；3)將碳化硅粉、鋁粉、改性瀝青在干式振動磨中混合均勻，制成共磨粉；4)將上述步驟1)中得到的電熔鎂砂顆粒與鎂鋯砂顆粒進行混煉2～5分鐘，一次性緩慢加入酚醛樹脂濕混2～3分鐘，再加入鱗片石墨混1～2分鐘，最后加入上述步驟3)中得到的共磨粉混22～28分鐘后出料。5)壓磚機上成型；成型操作要遵守三邊布料，先輕后重的原則進行操作。6)將成型后的鎂碳磚，干燥熱處理24小時以上，其中進窯口溫度不高于60℃，該溫度下烘烤8小時以上；110℃烘烤8小時以上；150～250℃烘烤8小時以上。鎂碳磚從干燥窯中出來后，待其溫度降到室溫，質檢員對該鎂碳磚進行抽檢，抽檢執行標準見表1。表1：低碳鎂碳磚的理化指標項目理化指標w(mgo)，％≥92w(sio2)，％≤0.8w(zro2)，％≥0.67w(al2o3)，％≤3w(cao)，％≤1w(c)，％≤4灼減≤5體積密度，g/cm3≥3.05顯氣孔率，％≤2.0線變化，％(1600℃×3h)≤1抗折強度，mpa(1600℃×3h)≥18耐壓強度，mpa(200℃×24h)≥80驗收及包裝：1驗收：1.1料的取樣、驗收按yb367-75《耐火制品取樣、驗收、保管和運輸規則》進行。1.2隨機取樣做化學成分分析。2包裝、運輸、貯存及質量證明書：2.1料的包裝、運輸和貯存按yb367-75《耐火制品取樣、驗收、保管和運輸規則》進行。2.2料出廠時必須附有技術監督部門簽發的質量證明書、標明供方名稱或廠標、需方名稱、發貨日期、合同號、標準編號、產品名稱、牌號、批號及理化指標，等結果報告。實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法。本發明實施例1-3一種鋼包用低碳鎂碳磚的配方如表2所示：表2：實施例1-3低碳鎂碳磚的配方(單位：％)配料實施例1實施例2實施例3實施例4實施例55mm-8mm電熔鎂砂10153035203mm-5mm電熔鎂砂16201815251mm-3mm電熔鎂砂17252015301mm-0電熔鎂砂2022181525200目電熔鎂砂22232518285mm-8mm鎂鋯砂2381053mm-5mm鎂鋯砂57104121mm-3mm鎂鋯砂2381051mm-0鎂鋯砂35718鱗片石墨231.541鋁粉2340.55碳化硅粉1.51354酚醛樹脂358100.5改性瀝青0.558.5101實施例1-3的鋼包用低碳鎂碳磚的制備方法，方法步驟同上所述。本發明的一種鋼包用低碳鎂碳磚采用0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm、5mm＜粒度≤8mm、200目以下電熔鎂砂顆粒和0＜粒度≤1mm、1mm＜粒度≤3mm、3mm＜粒度≤5mm、5mm＜粒度≤8mm的鎂鋯砂顆粒作為骨料。相較于現有技術本發明采用鎂鋯砂代替部分電熔鎂砂，利用氧化鋯的化學穩定性及其“相變贈韌”的作用，提高低碳鎂碳磚的熱震穩定性及抗侵蝕性。同時結合劑采用酚醛樹脂和改性瀝青，改性瀝青炭化溫度高，在較高的溫度下仍具有一定的流動性，可滲入樹脂炭的空隙中，與酚醛樹脂炭很好的結合，炭化后形成鑲嵌結構，提高材料的碳結合強度，從而改善鎂碳材料的性能特別是高溫性能。當前第1頁12