[发明专利]一种低碳氧化镁基复合耐火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种低碳氧化镁基复合耐火材料及其制备方法。

背景技术

镁碳材料作为一种含碳耐火材料在钢铁冶金工业中具有广泛的应用。随着炼钢技术的进步，含碳高的镁碳材料的使用局限性逐步显现：一方面高碳含量导致溅渣护炉时渣难以与镁碳质炉衬结合在一起；另一方面高的碳含量使炉衬的热导率增加，增加冶金炉的温降，导致结渣和能源浪费。此外，高含碳材料对于冶炼纯净钢、超低碳钢都有不利影响，所以近年来低碳镁碳材料得到了越来越多的关注。但镁碳材料的耐熔渣侵蚀和热稳定性等高温性能随着碳含量的降低而降低；同时为弥补碳含量降低对性能的影响，所使用的石墨粒度一般较细，而粒度较小的石墨更容易氧化。因此低碳氧化镁基材料的性能应达到普通镁碳材料性能才能获得较好的实际应用。

本发明的关键是通过添加纳米级的炭黑，改进了低碳氧化镁基材料的基质组成，既满足了低碳的需要，又促进了材料性能的提高，使其与普通镁碳材料性能相当。其中炭黑既可以直接加入，也可以在树脂结合剂中加入，也可以同时采用这两种加入方式。

发明内容

本发明的目的是提供了一种低碳氧化镁基复合耐火材料及其制备方法，该材料用于冶金炉内衬，可满足冶金炉对保温技术提出的要求。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种低碳氧化镁基复合耐火材料，其成分按重量百分比为镁砂颗粒和细粉：80～92％，碳黑：1～2％，石墨：1～2％，抗氧化添加剂：1～6％，结合剂树脂：2～4％。

镁砂颗粒中MgO含量为95～99％，临界颗粒为3～8mm，大于180目的粒度占80％以上。

碳黑的C含量为95～99％，粒度≤0.005mm。

石墨的C含量为90～98％，粒度≤0.15mm。

抗氧化添加剂为Al、Mg、Si、B₄C、SiC、TiO₂中的一种或几种。

结合剂树脂为酚醛树脂，其中C含量≥45％，常温下为液态。

一种低碳氧化镁基复合耐火材料的制备方法，其成分按重量百分比为镁砂颗粒和细粉：80～92％，碳黑：1～2％，石墨：1～2％，抗氧化添加剂：1～6％，结合剂树脂：2～4％。

一种低碳氧化镁基复合耐火材料的制备方法包括以下步骤：

A.各原料按重量百分比配料；

B.原料放入强制式混拌机中进行搅拌至均匀一致；

C.出料后用压力机压制成型。

可以采用液压、摩擦压砖机或等静压压制成型，压力小于250MPa，热处理温度为110～250℃，热处理时间为10～30小时。

在材料中添加纳米级炭黑，改进了低碳氧化镁基材料的基质组成，既满足了低碳的需要，又促进了材料性能的提高，使其与普通镁碳材料性能相当。其中炭黑既可以直接加入，也可以在树脂结合剂中加入，也可以同时采用这两种加入方式。

下面介绍本发明耐火材料中各个组分的作用：

镁砂颗粒和细粉：80～92％，镁砂颗粒中MgO含量为95～99％，临界颗粒为3～8mm，大于180目的粒度占80％以上。

碳黑：1～2％，C含量为95～99％，粒度≤0.005mm。由于炭黑的粒度很小，它在基质中充分分散，可以改进低碳氧化镁基材料的组成，促进材料性能的提高。

石墨：1～3％，C含量为90～98％，粒度≤0.15mm。

抗氧化添加剂：1～10％，为Al、Mg、Si、B₄C、SiC、TiO₂中的一种或几种。

结合剂树脂：1～5％。为酚醛树脂，其中C含量≥45％，常温下为液态。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明用于冶金炉内衬，具有含碳低、强度高、抗氧化好，耐熔渣侵蚀，热稳定性好的优点，性能优于普通镁碳耐火材料。

附图说明

图1是本发明的制备方法流程图。

具体实施方式

低碳氧化镁基复合耐火材料与普通镁碳砖性能比较见表1。

表1低碳氧化镁基复合耐火材料与普通镁碳砖性能比较

     项目     普通镁碳砖  低碳氧化镁基复合   耐火材料MgO    ％    70～90  80～92C      ％    8～20  1～5密度    g/cm³    2.7～3.0  ＞3.0气孔率  ％    2～5  2～5常温耐压强度MPa    25～45  ＞45