[发明专利]一种提钒转炉用镁铁碳砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，特别涉及一种提钒转炉用镁铁碳砖及其制备方法。

背景技术

镁碳砖由于具有良好的抗渣侵蚀性、可热震和高温强度，广泛应用与炼钢转炉工作衬，使得转炉使用寿命发生了革命性地提高；特别自溅渣护炉技术问世以来，将镁碳砖与溅渣护炉技术相结合，使转炉寿命达到了20000炉次甚至更高的水平。众所周知，炼钢转炉工作衬用镁碳砖在1600℃以上的高温、高氧化性和高碱度的环境下工作，镁碳砖中的碳一旦被氧化形成脱碳层，脱碳层很容易在高温条件下烧结而获得较高的强度，并与原砖层牢固地结合在一起；当采用溅渣护炉技术时，溅渣层也可以与已经烧结的脱碳层牢固地结合，并形成挂渣层而延长炉衬的使用寿命。

钒钛磁铁矿作为我国的特色资源，利用转炉进行铁水提钒和半钢冶炼是目前我国被普遍采用的一种提钒工艺；但由于提钒转炉用镁碳砖在低温（1400℃左右）、高氧化性、酸性环境下工作，镁碳砖被氧化而形成脱碳层以后，脱碳层中的镁砂颗粒难以在1400℃左右的低温条件下烧结；因此，提钒转炉中的镁碳砖一旦形成脱碳层，由于不能很好地烧结，脱碳层的强度很低，在冶炼过程中很容易在熔池的冲刷作用下脱落，不仅严重影响提钒转炉的使用寿命，也直接影响钒渣质量；当采用溅渣护炉技术时，同样由于脱碳层强度低，容易导致溅渣层与脱碳层在熔池的冲刷作用下一起脱落，溅渣效果很不理想；鉴于上述原因，目前我国提钒转炉的使用寿命普遍偏低，一般在8000炉次左右，远低于普通炼钢转炉；因此，传统的镁碳砖难以满足提钒转炉生产需要，亟待开发新型耐火材料品种。

发明内容

针对现有提钒转炉用镁碳砖在技术上存在的上述问题，本发明提供一种提钒转炉用镁铁碳砖及其制备方法，通过改变耐火砖的成分，达到提高脱碳层与溅渣层的抗冲刷性，促进转炉寿命提高的效果。

本发明的提钒转炉用镁铁碳砖的组分按重量百分比含电熔镁砂62~84%，鳞片状石墨10~18%，铁粉5~12%，网状固定碳1~3%，抗氧化剂0~5%。

上述的抗氧化剂为铝粉、硅粉和/或B₄C粉末，重量纯度≥99%，粒度≤300目。

上述的鳞片状石墨中片状固定碳的重量含量为90~98%，鳞片状石墨的粒径≤0.15mm。

上述的网状固定碳是指有机结合剂经加热后形成的网络结构固定碳；所述的有机结合剂为酚醛树脂或沥青，有机结合剂的固定碳的重量含量≥45%。

上述的电熔镁砂中MgO重量含量≥97%，电熔镁砂的粒径≤5mm。

上述的铁粉的重量纯度≥95%，粒度≤200目。

本发明的提钒转炉用镁铁碳砖的制备方法按以下步骤进行：

1、将电熔镁砂、鳞片状石墨、铁粉和有机结合剂混合，加入或不加入抗氧化剂，混合均匀后获得混合物料；

2、将混合物料在200~250MPa的压力下压制成型，制成砖坯；

3、将砖坯在150~250℃温度下，进行12~32小时的热处理，获得提钒转炉用镁铁碳砖。

上述方法中的混合均匀是选用混砂机进行混合，混合时间至少20min。

上述方法中，电熔镁砂、鳞片状石墨、铁粉、有机结合剂和抗氧化剂的用量的计算方法为：电熔镁砂占提钒转炉用镁铁碳砖的62~84%，鳞片状石墨占提钒转炉用镁铁碳砖的总重量的10~18%，有机结合剂中的固定碳占提钒转炉用镁铁碳砖的总重量的1~3%，铁粉占提钒转炉用镁铁碳砖的5~12%，抗氧化剂占提钒转炉用镁铁碳砖的0~5%。

本发明的提钒转炉用镁铁碳砖采用电熔镁砂作为骨料，保持镁铁碳砖的耐高温；鳞片状石墨有利于提高耐火材料的抗热震性和抗腐蚀性能；有机结合剂经过热处理后，可形成网状固定碳的网络结构存在于镁铁碳砖中，能够保持镁铁碳砖的高温强度和抗渣渗透性；镁铁碳砖中的铁粉可以在使用过程中氧化，与氧化镁形成浮士体，产生的体积效应及其烧结活性可使脱碳层充分烧结并实现与原砖层牢固结合，满足溅渣护炉工艺需要。

本发明的提钒转炉用镁铁碳砖实用性能好，制备方法简单，具有良好的应用前景。

具体实施方式

本发明实施例中采用的电熔镁砂、鳞片状石墨、铁粉、沥青、铝粉、硅粉和B₄C粉末为市购产品。抗氧化剂中铝粉、硅粉和B₄C粉末的混合比例可以为任意比例。

本发明实施例中选用的酚醛树脂为市购热固性液态酚醛树脂。

本发明实施例中选用的混砂机为S1410轮碾式混砂机。

本发明实施例中压制成型选用的设备为HLDS-1000T摩擦压力机。