[发明专利]钢包渣线用金属复合低碳镁碳砖及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及以低碳成分为特征的成型制品，具体地说是一种炼钢领域的 钢包渣线用镁碳砖。

二、背景技术

进入21世纪，钢铁企业结构调整，优质品种钢成为大型企业的主导产 品，如：优质合金钢、超低碳钢、洁净钢、高强度钢等钢种的比例逐年增加， 优质品种钢在冶炼过程中要求严格控制耐火材料中的碳含量，以降低对钢水 的增碳，且在二次精炼中钢水温度提高和下降幅度要小，钢包衬的热导率要 低，因而导致钢包的使用条件更加苛刻，工作环境更加恶劣，迫切需要对钢 水无污染、高耐用性的优质钢包渣线用低碳镁碳砖的出现。目前钢包渣线用 普通镁碳砖的总碳含量一般为10～18wt％，而镁碳砖损毁的主要原因之一是 由于砖内碳的氧化，从而钢渣容易渗透，使得侵蚀加剧，但目前已开展的低 碳镁碳砖方面的研究主要集中于结合剂和碳素原料的研究，如：申请号为 200610046434.0中国专利公开的“含防氧化剂C-TiN复合粉体的镁碳砖及 其生产方法”分别将C-TiN复合粉体作为防氧化剂和石墨、电熔镁砂、结合 剂经混炼、成型、热处理后制得，提高了抗渣性，延长了使用寿命，但由于 钛原料成本较高，很难推广使用，且该镁碳砖的碳含量高，将会对钢水增碳； 申请号为200710019767.9中国专利公开的“一种非氧化物复合低碳镁碳 砖”介绍了在镁碳砖中引入非氧化物(氮化物或硼化物)制备出含碳低于6 ％的低碳镁碳砖，其保持了高碳镁碳砖的性能，由于其加入的是预合成好的 非氧化物，成本高，且可能发生水化反应，性能提高不明显；申请号为 99107800.4中国专利公开的“含碳耐火材料的抗氧化剂”介绍了一种抗氧化剂， 其由0.15～10％(重量)的锌粉或锌粉和铝、镁、硅、硅钙粉、碳化硅、碳化硼、 镁铝合金粉、氮化硅粉中的至少一种组成，其中锌粉≥0.15％，粒度小于0.5mm，加 入金属粉仅用来防止含碳耐火材料中碳的氧化，对耐火材料的高温力学性能没有影 响。

三、发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对高碳含量的材料污染钢水和上述 改进过程中出现的问题而提供一种钢包渣线用金属复合低碳镁碳砖及其制 备方法，通过添加适量金属粉实现降低镁碳砖中碳的含量，在低碳镁碳砖高 温使用过程中原位反应生成非氧化物，非氧化物填充穿插在方镁石骨架结构 中起到增强增韧作用，从而显著提高镁碳砖的高温强度和抗热震性，改善其 抗氧化性和抗渣性能，满足洁净钢、超低碳钢冶炼的需要。

本发明所采取的技术方案是：

一种钢包渣线用金属复合低碳镁碳砖，除加入重量百分比为：50～70 ％的镁砂颗粒、25～35％的镁砂细粉、3～6％的有机结合剂外，还加入下列 组分经混炼、困料、成型、热处理后制得：

鳞片石墨          0～4％

金属粉            3～15％

含硼抗氧化剂      0.5～3％。

其中：

鳞片石墨为天然或人造鳞片石墨，碳含量为90～98wt％，粒度≤ 0.15mm。

金属粉为铝粉、硅粉、镁粉、锌粉、镁铝合金粉金属粉中的一种或两 种以上的复合，金属粉不仅起到了抗氧化的作用，而且主要是高温使用过程 中金属粉发生原位反应生成非氧化物，然后填充穿插在方镁石骨架结构中起 到增强增韧作用，从而显著提高镁碳砖的高温强度和抗热震性，改善其抗氧 化性和抗渣性能，

金属粉的粒度小于0.088mm，更利于反应生成非氧化物。

含硼抗氧化剂为碳化硼、氮化硼、硼化锆、硼化钙粉中的至少一种， 有效的防止石墨和非氧化物的氧化，使得镁碳砖不易被钢渣润湿和渗透。

含硼抗氧化剂粒度小于0.088mm，更有效的防止石墨和非氧化物的氧 化。

一种钢包渣线用金属复合低碳镁碳砖的制备方法，是由下列重量百分 比的各组分：50～70％镁砂颗粒、25～35％的镁砂细粉、0～4％鳞片石墨、 3～15％金属粉、0.5～3％含硼抗氧化剂、3～6％的有机结合剂为原料，经 混炼、困料、成型、热处理后制得。

其中：

鳞片石墨为天然或人造鳞片石墨，碳含量为90～98wt％，粒度≤ 0.15mm。