[发明专利]一种引入碳化硅基合成料改善超低碳镁碳材料抗热震性的方法

说明书

一种引入碳化硅基合成料改善超低碳镁碳材料抗热震性的方法，属于钢铁冶金用耐火材料制备技术领域。本发明将二氧化硅基矿物或废渣与碳源充分搅拌混匀后，置于高温炉中，在惰性气氛下制备碳化硅基合成料；然后按照一定的配比，将碳化硅基合成料添加到超低碳镁材料原料中充分混合，经成型、干燥、高温热处理后，得到碳化硅基合成料改善的超低碳镁碳材料；最后，在热震实验炉中测试超低碳镁碳材料的抗热震性。该方法在降低镁碳材料碳含量的前提下，改善了其抗热震性，达到了炼钢和连铸工艺对相关耐火材料部件的质量要求。工艺简便易行，原料廉价易得，易于实现大批量生产。

技术领域

本发明属于钢铁冶金用耐火材料制备技术领域，涉及一种高性能超低碳镁碳材料的制备方法，具体是指一种引入碳化硅基合成料改善超低碳镁碳材料的抗热震性。

背景技术

随着现代钢铁工业的发展，生产超低碳钢等高附加值钢产品的要求日渐苛刻，传统镁碳材料也暴露出热损耗高、对钢水增碳、消耗大量石墨资源等问题。镁碳材料的低碳化有望解决这些问题。但随着碳含量的降低，导致镁碳材料的抗热震性下降，因此，如果要降低镁碳材料碳含量，则需要改善镁碳材料的抗热震性，以满足其实际冶金过程的需要。

我国具有丰富的二氧化硅基矿物和废渣资源，典型废渣有粉煤灰、铁矿石尾矿、煤矸石等，其堆积量越来越大，已造成诸多问题：占用大面积的耕地堆放；污染空气、水源和环境；影响人们身体健康等。因此，采用简便方法可将其制成碳化硅基合成料，利用碳化硅具有的良好高温稳定性和抗热震性，将其添加到超低碳镁碳材料中，来大幅度改善超低碳镁碳材料的抗热震性。

发明内容

在降低镁碳材料碳含量的前提下，改善其抗热震性，本发明提出了一种引入碳化硅基合成料改善超低碳镁碳材料抗热震性的制备方法。

本发明先将二氧化硅基矿物或废渣、碳源充分混匀后，在惰性气氛下制备碳化硅基合成料；然后按照一定的配比，将碳化硅基合成料与电熔镁砂细粉充分混匀，按照镁碳耐火制品的生产方法，经成型、干燥、高温热处理后，得到抗热震性良好的碳化硅基合成料改善的超低碳镁碳材料。

一种引入碳化硅基合成料改善超低碳镁碳材料抗热震性的方法，按以下步骤进行：

步骤1：碳化硅基合成料的制备

(1)将二氧化硅基矿物或废渣与碳源充分混匀；二氧化硅基矿物或废渣与碳源的质量配比，应根据原料的纯度和碳热还原反应需要的碳量计算，为促进碳热还原反应充分进行，通常加入过量的碳源。

(2)混匀后的原料放入高温炉内于充分进行碳热还原反应，在惰性气氛下制备碳化硅基合成料。

步骤2：碳化硅基合成料改善的超低碳镁碳材料的制备

(1)将电熔镁砂、天然石墨、碳化硅基合成料、酚醛树脂按照(92％～95％)：(1％～2％)：(3％～7％)：1％的质量配比称料，并搅拌混合均匀；

(2)将混匀后的原料压制成素坯；

(3)将素坯于120℃下充分干燥后，于1200～1600℃惰性或还原气氛下热处理2～8h。

步骤3：热处理后的碳化硅基合成料改善的超低碳镁碳材料抗热震性的测试

(1)将热处理且改善后的超低碳镁碳材料置于1200℃的高温炉中加热30min后空冷30min，来回反复直至破裂，记录热震循环次数；

(2)测量热处理且改善后的超低碳镁碳材料热震前的抗折强度及热震1次后的残余抗折强度，两者的比值称为强度保持率，强度保持率越大表示材料的抗热震性越好。

所述的步骤1(1)中，所述的二氧化硅基矿物和废渣为锆英砂、叶蜡石、粘土、红柱石、硅线石、蓝晶石、粉煤灰、铁矿石尾矿、煤矸石中的一种；

所述的步骤1(1)中，所述的碳源为石墨粉、活性炭和炭黑中的一种；