專利名稱：金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煉鋼耐火材料線磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步及鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)鋼品種質(zhì)量的要求不斷提高，使得各種精煉爐爐襯的工作條件也趨于高溫、熱負(fù)荷時(shí)間加長(zhǎng)、加之吹氧、吹氬抽真空，尤其是冶煉低碳鋼、超低碳鋼和鎮(zhèn)靜鋼的情況下，通常使用的鎂鉻磚、鋁鎂碳磚、鎂白云石磚、澆注料、普通鎂碳磚等，這些產(chǎn)品已無法滿足鋼質(zhì)量提高和冶煉速度的要求。目前，精煉爐煉鋼也稱為爐外精煉、方式已由30余種，其中使用較多的方法有DH、RH、A0D、V0D、LF、VAD、ASEA-DKF等，現(xiàn)在它們已成為提高鋼水質(zhì)量的關(guān)鍵手段(即煉鋼-爐外精煉-連鑄)生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。雖然各種爐外精煉方法的工藝不同，但它們卻存在 著許多共同點(diǎn)( I)通常應(yīng)用真空、惰性氣體或還原性氣氛等，為鋼水創(chuàng)造一個(gè)理想的精煉氣氛條件；(2)采用電磁力、惰性氣體或者機(jī)械攪拌的方法攪拌鋼水；(3)采用加熱措施，如電弧加熱、埋弧加熱、等離子加熱或者增加鋼水中的化學(xué)熱等，來補(bǔ)償精煉過程中鋼水的溫度損失。由于各種二次精煉裝置的操作條件不同，因此，其內(nèi)襯的損毀機(jī)理也不一樣。耐火材料向熔渣中的溶解、熔渣向耐火材料中的滲透、熱剝落和結(jié)構(gòu)性剝落是精煉爐爐襯蝕損的主要原因。發(fā)展鋼鐵產(chǎn)業(yè)煉制高效化與生產(chǎn)過程的清潔化，已經(jīng)成為新世紀(jì)鋼鐵行業(yè)核心技術(shù)發(fā)展方向。在2007年，發(fā)改委的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》指出，將鋼鐵產(chǎn)業(yè)中的“優(yōu)質(zhì)合成、不定形耐火材料生產(chǎn)”列為鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)；而將“含鉻質(zhì)耐火材料生產(chǎn)線”列為限制類生
產(chǎn)項(xiàng)目。鎂碳磚耐火材料是以MgO、C為主要化學(xué)成分的堿性復(fù)合鎂碳質(zhì)耐火制品，由于石墨與爐渣不潤(rùn)濕以及石墨具有良好的導(dǎo)熱性，使鎂碳磚具有優(yōu)良的抗渣侵蝕及熱震穩(wěn)定性能而被廣泛應(yīng)用于AOD爐、VOD爐等爐外精煉設(shè)備。隨著冶煉純凈鋼、低碳鋼和超低碳鋼品種比例的增加，鎂碳磚對(duì)鋼水增碳使鋼水受到污染的問題變得越來越嚴(yán)重，因此必須降低其碳含量來減少對(duì)鋼水的污染。同時(shí)，對(duì)于傳統(tǒng)的鎂碳磚的結(jié)合劑多為酚醛樹脂，這種結(jié)合劑的結(jié)構(gòu)呈各面同性的玻璃態(tài)。所以使鎂碳磚呈脆性，彈性模量高，對(duì)制品的熱穩(wěn)定性不利，且制品的高溫強(qiáng)度也低。并且，普通鎂碳磚制品成本不斷提高，原料電熔鎂砂價(jià)格上漲迅速，石墨價(jià)格也不斷攀升。目前，國(guó)外已廣泛推廣應(yīng)用低碳鎂碳磚，產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋不銹鋼、部分特殊鋼以及碳鋼領(lǐng)域，由于要求較高的技術(shù)壁壘及低碳鎂碳合成砂為原料制約條件，國(guó)內(nèi)僅少數(shù)具備生產(chǎn)
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述普通鎂碳磚的含碳量高，污染鋼水、使用壽命低等技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，該線磚提高低碳鎂碳磚的熱震穩(wěn)定性及高溫強(qiáng)度。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供上述的金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得鎂砂85% 95%石墨 2.0% 4. 5%金屬鋼纖維 1.09Γ6. 0% 酚醛樹脂O. 5% 2. 0%金屬脫氧劑 I. 59Γ5.0%;所述的金屬脫氧劑由金屬鋁粉和硅粉組成，鋁硅比2. O: I 3. 0:1。作為優(yōu)選，該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得鎂砂87% 92% 石墨 2·5% 4·2% 金屬鋼纖維2·0% 5·0% 酚醛樹脂0·8% 1·5%金屬脫氧劑2. 5% 3. 5%。作為最優(yōu)選，該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得鎂砂89%石墨 4. 0%金屬鋼纖維3. 0%酚醛樹脂I. 0%金屬脫氧劑3. 0%。作為優(yōu)選，上述的金屬脫氧劑鋁硅比2. 5:1。為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案—種金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的制備方法，該方法采用所述的組分，經(jīng)混煉、困料、壓制成型、固化后制得。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，所述的金屬復(fù)合低碳鎂碳磚的主要功能性技術(shù)指標(biāo)為(I)主要材料成分及含量MgO彡82% ；；(2)體積密度彡 3. Og/cm3 ；(3)抗折強(qiáng)度19MPa ；(4)耐壓強(qiáng)度·》105MPa。本發(fā)明選用以高純度鎂砂(MgO含量大于82%)為基料，同時(shí)配以金屬鋼纖維和酚醛樹脂作為復(fù)合結(jié)合劑。另外添加4%左右的石墨，在保持了抗侵蝕、抗渣蝕能力下，提高了產(chǎn)品壽命，并且配以鋁硅金屬復(fù)合脫氧劑(可以有效的抑制碳的氧化，同時(shí)形成碳化物及氮化物還能提高鎂碳磚的高溫強(qiáng)度)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得鎂砂89%石墨 4.0%金屬鋼纖維3. 0%酚醛樹脂I. 0%
金屬脫氧劑3. 0% ;所述的金屬脫氧劑包括金屬鋁粉和硅粉，鋁硅比2. 5: I。上述的金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的制備方法，該方法采用所述的組分，經(jīng)混煉、困料、壓制成型、固化后制得。實(shí)施例2金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得鎂砂91%石墨3.5%金屬鋼纖維I. 5%酚醛樹脂I. 5%金屬脫氧劑2. 5% ;所述的金屬脫氧劑包括金屬鋁粉和硅粉，鋁硅比2. 5: I。
上述的金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的制備方法，該方法采用所述的組分，經(jīng)混煉、困料、壓制成型、固化后制得。實(shí)施例3金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得鎂砂86%石墨 4. 5%金屬鋼纖維3. 5%酚醛樹脂2. 5%金屬脫氧劑3. 5% ;所述的金屬脫氧劑包括金屬鋁粉和硅粉，鋁硅比2. 5: I。上述的金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的制備方法，該方法采用所述的組分，經(jīng)混煉、困料、壓制成型、固化后制得。試驗(yàn)例申請(qǐng)人:對(duì)本發(fā)明實(shí)施例I的產(chǎn)品與國(guó)產(chǎn)其他幾種鎂碳磚材料性能綜合分析比較一覽表
xV+金屬 合低
\產(chǎn)品分類
X碳鎂碳濟(jì)線 ΜΤ-5 ΜΤ-8 ΜΤ-10備>1:
件.能指
'-f'
磚
鋮化錢含Μ%Wn
λ廣'品·^鎮(zhèn)-w:
含碳量％4左右客5 客8^lO
較低
從氣孔率 %§755S7.0 Γο Γο
體積密度 g/cm3 >3.0 )2,92 >2.90 ^2.92
常溫耐IIi強(qiáng)度新產(chǎn)品強(qiáng)度明
彡 105彡 45 5 40 彡 35
/ PAK提高從上表中可以看出
本發(fā)明產(chǎn)品在與其他產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)相近的情況下含碳量與常溫耐壓強(qiáng)度指標(biāo)有著明顯優(yōu)勢(shì)，其中含碳量為最低，常溫耐壓強(qiáng)度為最高。本發(fā)明金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚產(chǎn)品經(jīng)過國(guó)家輕工業(yè)陶瓷耐火材料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)宜興站的多次檢測(cè)，出具的檢驗(yàn)報(bào)告對(duì)產(chǎn)品的性能、指標(biāo)所列的檢測(cè)結(jié)果表明，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。經(jīng)多家用戶試用，均一致反映金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚具有良好的抗熱震性，高溫強(qiáng)度、抗氧化性、抗渣性，并且使用壽命明顯延長(zhǎng)(均達(dá)到40次以上，最高達(dá)到157次)。用戶試用的結(jié)果表明，金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的開發(fā)已經(jīng)基本達(dá)到了預(yù)期的效果。在結(jié)構(gòu)、工藝等方面都有重大改進(jìn)和提升，達(dá)到了進(jìn)口產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)。檢測(cè)結(jié)果和用戶使用意見表明，金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的效果。金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)結(jié)果對(duì)照表·
權(quán)利要求
1.金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，其特征在于該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得 鎂砂85% 95%石墨 2.0% 4. 5% 金屬鋼纖維I. 09Γ6. 0%酚醛樹脂O. 59Γ2. 0% 金屬脫氧劑 I. 59Γ5.0%;所述的金屬脫氧劑由金屬鋁粉和硅粉組成，鋁硅比2.O: I 3. 0:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，其特征在于該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得 鎂砂87% 92%石墨 2. 5% 4. 2% 金屬鋼纖維2. 09Γ5. 0%酚醛樹脂O. 89Γ1. 5% 金屬脫氧劑2. 59Γ3. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，其特征在于該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得 鎂砂89%石墨 4.0% 金屬鋼纖維3.0%酚醛樹脂1.0% 金屬脫氧劑3. 0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求f3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，其特征在于鋁硅比2. 5:1。
5.一種金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的制備方法，其特征在于該方法采用權(quán)利要求廣3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組分，經(jīng)混煉、困料、壓制成型、固化后制得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于煉鋼耐火材料線磚及其制備方法，尤其涉及金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚及其制備方法。金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚，該線磚按重量百分比計(jì)由以下的組分經(jīng)過壓制成型制得鎂砂85%~95%，石墨2.0%~4.5%，金屬鋼纖維1.0%~6.0%，酚醛樹脂0.5%~2.0%，金屬脫氧劑1.5%~5.0%；所述的金屬脫氧劑由金屬鋁粉和硅粉組成，鋁硅比2.0:1~3.0:1。金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的制備方法，該方法采用所述的組分，經(jīng)混煉、困料、壓制成型、固化后制得。一種金屬復(fù)合低碳鎂碳渣線磚的優(yōu)點(diǎn)是該線磚提高低碳鎂碳磚的熱震穩(wěn)定性及高溫強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102887718SQ20121040078
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者陸建榮 申請(qǐng)人:德清縣力拓爐料有限公司