[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渣性的方法

说明书

一种引入碳化硅基合成料改善超低碳镁碳材料抗渣性的方法，属于钢铁冶金用耐火材料制备技术领域。本发明将SiO₂基天然矿物或废渣与碳源充分混匀后，置于高温炉中，在惰性气氛下制备SiC基合成料；然后按照一定的配比，将SiC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，采用静态坩埚法进行抗渣性实验。该方法在降低MgO‑C材料碳含量的前提下，改善了其抗渣性，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MgO-C耐火材料的制备方法，具体是指一种引入碳化硅基合成料改善超低碳镁碳材料抗渣性。

背景技术

镁碳材料因具有良好的抗热震性、抗渣侵蚀性等特点，普遍应用于转炉、电炉和精炼炉内衬以及钢包渣线等部位。然而，钢包MgO-C耐火材料碳含量(质量分数)一般在15％左右，在浇铸过程中会出现热传导快、热量损失、释放温室气体等严重问题，因此开发和研究低碳镁碳材料在生态环境和超低碳钢材生产方面尤为重要。

为了降低碳对钢水的污染，提高钢材质量，在钢铁冶金行业，应选用C含量≤8％的低碳MgO-C材料，甚至是C含量≤4％的超低碳MgO-C材料。而超低碳/低碳MgO-C材料因石墨含量的减少，导致耐火材料制品的抗热震性和抗渣侵蚀性下降。因此，降低MgO-C耐火材料含碳量的同时，增强耐火材料的抗渣侵蚀性和抗热震性对于炼钢连铸过程尤为重要。

SiC具有良好的耐高温性能，由SiO₂基天然矿物或废渣制备的SiC基复合微粉，添加到超低碳镁碳材料中，可有效地提高超低碳镁碳材料的抗渣侵蚀性和抗热震性。

发明内容

在降低MgO-C耐火材料含碳量的前提下，改善耐火材料的抗渣侵蚀性，本发明提出了一种引入SiC基合成料改善超低碳镁碳材料抗渣性的方法。

本发明先将SiO₂基天然矿物或废渣、碳源充分混匀后，置于高温炉中，在惰性气氛下制备SiC基合成料；然后按照一定的配比，将SiC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，得到抗渣性良好的SiC基合成料改善的超低碳镁碳材料。

一种引进碳化硅基合成料改善超低碳镁碳材料抗渣性的方法，按以下步骤进行：

步骤1：SiC基合成料的制备

(1)将SiO₂基天然矿物或废渣与碳源充分混匀；SiO₂基天然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)将混匀后的原料放入高温炉内，通过碳热还原反应，在惰性气氛下制备SiC基合成料。

(3)SiC基合成料随炉冷却后，于700℃空气条件下保温2h，以去除多余的碳源；

步骤2：SiC基合成料改善的超低碳镁碳坩埚的制备

(1)将电熔镁砂、天然石墨、SiC基合成料、酚醛树脂按照(92％～95％)：(1％～2％)：(3％～7％)：1％的配比混合均匀；

(2)将混匀后的原料压制成坩埚；

(3)将坩埚于120℃充分干燥后，于1300～1600℃惰性或还原气氛下热处理2～8h。

步骤3：SiC基合成料改善的超低碳镁碳材料抗渣性的测试

(1)将1kg炉渣置于SiC基合成料改善的超低碳镁碳坩埚中；

(2)将坩埚置于1500～1600℃惰性气氛下的高温炉中热处理2～8h；