[发明专利]一种AOD炉用镁钙砖及其制备方法

说明书

本发明属于碱性耐火材料技术领域，具体涉及一种AOD炉用镁钙砖及其制备方法。所述镁钙砖包括以下原料：预混颗粒料、预混细粉料和结合剂；所述预混颗粒料包括：电熔镁钙砂颗粒和电熔镁砂颗粒；所述预混细粉料包括：电熔镁钙砂细粉、电熔镁砂细粉和硼化锆细粉。本发明利用硼化锆在高温烧结过程中原位生成CaB₆和CaZrO₃，利用高熔点相在晶界的沉积包裹游离CaO组分，防止CaO的水化，提高了镁钙砖的高温韧性和抗侵蚀性能。采用本发明方法制备的AOD炉用镁钙砖烧结性能好，抗水化性能强，无毒害气体产生，环境友好。

技术领域

本发明属于碱性耐火材料技术领域，具体涉及一种AOD炉用镁钙砖及其制备方法。

背景技术

AOD炉采用氩氧联合脱碳工艺冶炼不锈钢、洁净钢和特种钢等，是重要的冶金设备。不同于普通钢包，AOD炉冶炼对钢水洁净度要求十分严苛，其内衬所用耐火材料不仅不能污染钢液，甚至还需要净化钢液。因此，一直以来AOD炉主要选用含游离CaO组分的镁钙质耐火材料。

目前，AOD炉用镁钙质耐火材料存在的主要问题在于以下几个方面：

(1)镁钙质耐火材料抗水化性较差，在储运和施工过程中容易发生水化反应而损毁，究其根源在于游离CaO的自发水化反应。针对这一弊端，主要通过添加促烧剂(如SiO₂、Al₂O₃)在镁钙质耐火材料中形成低熔相，并对CaO晶粒形成包裹；或是采用无水树脂、沥青和焦油等进行物理包覆，阻碍镁钙质耐火材料与外界的接触，延缓其水化。但低熔相的形成降低了镁钙质耐火材料的高温热力学性能，而无水树脂等物理包覆又容易增加镁钙质耐火材料中的碳含量，进而向钢液中增碳。

(2)镁钙质耐火材料的烧结性能较差。由于MgO和CaO同属高熔点氧化物，难于烧结，导致镁钙质耐火材料晶粒生长发育不够完善，晶粒尺寸小、晶界多，在高温服役下易于剥落损毁。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单的AOD炉用镁钙砖及其制备方法，用该方法制备的AOD炉用镁钙砖烧结性能好，抗水化性能强，无毒害气体产生，环境友好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的是：

第一方面，本发明提供一种AOD炉用镁钙砖，所述镁钙砖包括以下原料：

预混颗粒料、预混细粉料和结合剂；所述预混颗粒料包括：电熔镁钙砂颗粒和电熔镁砂颗粒；所述预混细粉料包括：电熔镁钙砂细粉、电熔镁砂细粉和硼化锆细粉。

在上述AOD炉用镁钙砖中，作为一种优选实施方式，所述预混颗粒料的粒度为0.1～6mm；优选地，所述预混细粉料的粒度为60-80μm。

本发明采用不同粒径的原料能够使得不同粒径的颗粒相互紧密堆积，形成有效的包覆效果，粒径超出本发明的范围会导致包覆效果变差，抗腐蚀和抗水化效果变差。

在上述AOD炉用镁钙砖中，作为一种优选实施方式，所述预混颗粒料中，所述电熔镁钙砂颗粒和所述电熔镁砂颗粒的质量比为100：(30～40)(例如100:32、100:34、100:36、100:38)。

本发明的预混颗粒料中，电熔镁砂颗粒用量过高，镁钙砖中CaO含量则相应降低，砖的抗侵蚀性能下降，使用寿命和服役效果也随之减弱；电熔镁砂用量过低，镁钙砖中CaO含量则相应增大，砖的烧结性能变差，且CaO含量过高，砖更容易水化。

在上述AOD炉用镁钙砖中，作为一种优选实施方式，所述预混细粉料中，所述电熔镁钙砂细粉、所述电熔镁砂细粉和所述硼化锆细粉质量比为100：(60～70)：(5～8)(例如100:62:6、100:64:6、100:66:6、100:68:6、100:62:7、100:64:7、100:66:7、100:68:7)。