[发明专利]一种添加镁碳超细粉的高纯镁碳砖及其制备方法

说明书

本产品属于耐火材料定型含碳耐火制品领域，具体涉及一种镁碳超细粉结合的高纯镁碳砖及其制备方法，制品可用于钢包使用环境最恶劣的渣线部位；本发明特点在于以二钙电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料构建高纯体系镁碳砖，具有在高温下的强度高、抗渣性能优良和抗热震性好的特性；还引入经特殊工艺处理的镁碳超细粉，其中位粒径小于10μm，具有较高的活性、分散性和填充性能，高温下有利于原位生成纳米晶须，提高制品体积密度和高温强度；本发明制备的镁碳砖在马钢长材事业部70t钢包渣线部位多次试用，可使该渣线砖的使用寿命由原来的50次提高至100余次，其平均使用寿命为103次，高于传统镁碳砖近一倍，达到国际先进水平。

技术领域

本产品属于耐火材料定型含碳耐火制品领域，具体涉及一种镁碳超细粉结合的高纯镁碳砖及其制备方法，制品可用于钢包使用环境最恶劣的渣线部位。

背景技术

随着炉外精炼等冶炼技术的发展和进步，钢包用含碳耐火材料所面临的使用环境愈加苛刻，钢厂对钢包衬砖的使用寿命要求逐步增加。目前，国内耐火行业制造所面临的现状总结如下：1)随着国际耐火原料的价格持续上涨，导致耐火制品的生产成本逐渐增加，因此国内大部分耐火制造企业开始启动再生料、磨下料等大量回收再利用的降本增效方案，这些方案虽能为企业带来可观效益，但废料性能的不稳定性势必会导致耐火制品性能的下降和产品使用质量的波动；2)钢包渣线部位是衬砖使用环境最为恶劣之处，钢包渣线砖的使用寿命对钢包的使用周转频率和上线使用次数具有决定性影响，目前国内钢包渣线砖的平均使用寿命因冶炼工艺、钢包的不同而不同。因此开发研制出与钢包熔池砖使用次数相匹配的长寿渣线砖已成为国内耐火制造厂商迫切需解决的问题。

目前马钢长材事业部70t钢包渣线砖的平均使用寿命为50次左右，针对马钢精炼比例高、钢渣酸碱度及下渣量复杂等苛刻使用环境的钢包，研制开发出适应其恶劣使用环境的长寿渣线砖已成为本公司迫切需解决的难题。

发明内容

本发明技术人员在研究过程中预料不到的发现：以高纯98二钙电熔镁砂和98鳞片石墨为主要原料，添加镁碳超细粉，经混碾、困料、压制、烘烤，得到的镁碳砖具有高强度、抗渣性和抗热震性优良等特性，能适应精炼比例高、钢渣酸碱性复杂等恶劣使用环境要求的钢包渣线部位。

具体的，本发明公开了一种镁碳砖，包括质量百分比为如下含量的组分：60％～80％的二钙电熔镁砂颗粒为骨料，5％～10％的二钙电熔镁砂细粉，5％～10％的鳞片石墨，1％～2％的沥青，5％～15％的活性镁碳超细粉，1～4％的抗氧化剂，外加前述组分总量2～4％的热固性酚醛树脂，所述抗氧化剂为金属铝粉和金属硅粉。

优选的，所述活性镁碳超细粉由如下方法制备而成：将60～80％小于74μm二钙电熔镁砂细粉和20～40％小于13μm鳞片石墨通过添加0.05～1％，优选0.2～0.5％的金属纳米铁片经高速球磨而成，活性镁碳超细粉中位粒径小于10μm，MgO≥60％，C≤40％。

优选的，所述二钙电熔镁砂颗粒粒度分别为5～3mm、3～1mm、1～0mm，各粒径的质量百分比分别均为15％～30％，更优选分别为15％～25％、15％～30％、15％～25％。

优选的，所述二钙电熔镁砂细粉粒径小于88μm；所述鳞片石墨的粒径为小于149μm；所述沥青的粒径为小于149μm，质量百分比为1％～1.5％；所述抗氧化剂中金属铝粉和硅粉粒径均为小于44μm，所述金属铝粉与硅粉质量比为5:1～1:5，优选2:1～1:1。

本发明还涉及上述任一项所述的镁碳砖的制备方法，其特征在于，以二钙电熔镁砂颗粒为骨料、二钙电熔镁砂细粉及鳞片石墨为基质，沥青、镁碳超细粉和金属铝粉、金属硅粉为添加剂，外加热固性酚醛树脂作为结合剂，经过泥料混碾、养护、压制成型后再进行烘烤处理得到。