一种转炉冲击区用镁碳砖及其制备方法与流程

[0001]
本发明属于耐火材料领域，尤其涉及一种转炉冲击区用镁碳砖及其制备方 法。


背景技术：

[0002]
转炉因冶炼周转短、生产效率高、产品质量好等优点已发展成为当今主流 的炼钢窑炉器具。随着顶底复吹、连铸连轧、二次精炼、溅渣护炉等新技术的 出现，进一步巩固了转炉在炼钢中的地位。但是，转炉炼钢是一种长流程炼钢 方法，它的主要原料为高炉冶炼的液态铁水。近几年，随着国家对环保工作的 加强，对技术落后与污染严重的高炉一律关停拆除；在北方的冬季取暖期间，采 取大幅度限制高炉产量的措施来缓解冬季空气污染问题等。上述举措给转炉炼 钢带来的直接影响便是降低了入炉铁水供应量。然而，近两年钢铁市场形势逐 渐好转，钢材价格连续上涨，吨钢利润不断攀升，为了维持或提高钢材产量， 大多数钢厂采取了提高转炉废钢加入量的办法。
[0003]
转炉内衬的工作层主要采用镁碳砖砌筑而成，其中冲击区在加废钢、兑铁 水时，受到剧烈的冲击和冲刷，是装料侧镁碳砖损毁的主要原因。为适应当前 转炉炼钢原料中废钢比例逐步增高的大趋势，为了提高转炉炉衬整体的使用寿 命，目前急需一种转炉冲击区用镁碳砖及其制备方法来满足发展需求。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述问题，本申请的目的是提供了一种转炉冲击区用镁碳砖，其 采用了新型添加剂以使得转炉冲击区镁碳砖具有较强的热震稳定性、耐侵蚀冲 刷性能，同时提高镁碳砖韧性、塑性、抗弯能力。
[0005]
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
[0006]
一种转炉冲击区用镁碳砖，由下列重量份数的原料构成：
[0007]
3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂10-30份；
[0008]
1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂20-40份；
[0009]
0.5mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂10-30份；
[0010]
粒度小于0.0088mm的电熔镁砂细粉10-20份；
[0011]
鳞片状石墨3-6份；
[0012]
酚醛树脂结合剂1-3份；
[0013]
添加剂1-6份；
[0014]
所述添加剂是由粒级≤320目的树脂粉、ni粉、α-al
2
o
3
、钢纤维四种原料 构成。
[0015]
具体而言，在一些实施例中，本发明所述电熔镁砂理化指标：mgo≥ 97.2wt％，cao≤2.0wt％，sio
2
≤1.5wt％，fe
2
o
3
≤1.0wt％，体积密度≥3.4g/cm
3
。
[0016]
具体而言，在一些实施例中，本发明所述鳞片状石墨的粒度小于0.088mm， 其中含碳质量百分比为：c≥96.0％。
[0017]
具体而言，在一些实施例中，本发明所述酚醛树脂结合剂，其理化指标为： 固含量
≥80wt％，残碳≥46wt％，游离酚≤10wt％，水分≤3.0wt％，ph值6-7。
[0018]
具体而言，在一些实施例中，所述的添加剂采用树脂为含碳树脂粉，软化 点200-235℃，残碳量80-85wt％，粒度小于0.088mm；所述钢纤维为月牙形耐 热不锈钢纤维，其厚度为0.5
±
0.1mm，宽度为0.5
±
0.1mm，长度为5-10mm； 所述ni粉的粒径100-500nm的纳米ni粉。
[0019]
优选地，所述添加剂中树脂、ni粉、α-al
2
o
3
、钢纤维的重量比为2:1:1:0.5。
[0020]
本发明的另一目的是提供了所述的转炉冲击区用镁碳砖的制备方法，包括 以下步骤：
[0021]
1)配料：将添加剂在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度镁砂， 结合剂，石墨按配比称好备用；
[0022]
2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的预热电熔镁砂与30℃
ꢀ-
50℃的酚醛树脂结合剂进行混合，搅拌3-5min，使结合剂均匀包裹在电熔镁砂 颗粒表面，再加入电熔镁砂细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入共磨 粉先低速混合3-5min，再高速混合10-20min，再低速混合5-8min后出料，(高 速60r/min，低速40r/min)保证出料温度40-50℃，且为避免干料生产，严格控 制泥料等待时间，要求泥料出碾到开始成型的时间控制在30分钟以内，以保证 泥料湿度；
[0023]
3)成型：强调四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重。
[0024]
4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到200℃加热4h，200℃保温6h， 出窑拣选，以完成对转炉冲击区用镁碳砖的制备。
[0025]
本发明所制备的转炉冲击区用镁碳砖，理化指标如下：mgo≥80％，c≤6％， 200℃烘后体积密度≥3.10g/cm
3
，显气孔率≤3％，耐压强度≥50mpa，线变化率 0～1.0％。
[0026]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0027]
本发明所制备的冲击区镁碳砖由传统的10-16％碳含量降为4-6％碳含量，同 时引入新型添加剂以使转炉冲击区镁碳砖热震稳定性、耐侵蚀冲刷性能满足使 用要求。该添加剂主要由树脂粉、ni粉、α-al
2
o
3
、钢纤维组成，其中树脂粉， 一方面其可在炼钢冶炼温度软化促进砖坯烧结，另一方面其固化后在砖坯中形 成碳网增强了制品强度；ni粉在制品中均匀分布在炭化后的碳结合剂中，在石 墨表面会形成均匀的包裹层，提高了制品抗氧化性能；α-al
2
o
3
具有粒度小、分 散度高、活性大等特点，有利于高温下原位反应的发生，反应过程伴随轻微体 积膨胀，堵塞气孔，同时在砖的表面形成了一层致密的ma保护层，即抑制了 砖的氧化，又增加了砖的耐冲刷性能。钢纤维提高了冲击区低碳镁碳砖的热导 率，且高温下产生液相，降低了内部应力，从而提高低碳镁碳砖的抗热震性。
[0028]
本发明通过采用上述添加剂制备的转炉冲击区镁碳砖能够与其它部位炉衬 具有较高的匹配度，有效保证了钢厂生产持续稳定进行，对于增加钢厂经济效 益具有重要的意义
具体实施方式
[0029]
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的 实施方式。以下实施例采用的电熔镁砂理化指标：mgo 98wt％，cao≤2.0wt％， sio
2
≤1.5wt％，fe
2
o
3
≤1.0wt％，体积密度为3.8g/cm
3
。酚醛树脂指标为:固含量 85wt％，残碳50wt％，游离
酚7.5wt％，水分2.0wt％，ph值6.5。
[0030]
实施例1
[0031]
一种转炉冲击区用镁碳砖，由下列重量份数的原料构成：
[0032]
3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂15份；
[0033]
1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂20份；
[0034]
0mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂30份；
[0035]
粒度小于0.088mm的电熔镁砂细粉16份；
[0036]
鳞片状石墨3份,其中鳞片状石墨的粒度小于0.088mm，含碳质量百分比为： c≥96.0％；
[0037]
酚醛树脂3份；
[0038]
添加剂3份，其是由粒径0.080mm树脂粉、粒径为100nm的纳米ni粉、 粒径为0.080mmα-al
2
o
3
、粒径为0.5mm的钢纤维四种原料按重量比为2:1:1:0.5 混合而成。
[0039]
该转炉冲击区用镁碳砖的制备方法如下：
[0040]
1)配料：将添加剂在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度镁砂， 结合剂，石墨按配比称好备用；
[0041]
2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的预热电熔镁砂与30℃
ꢀ-
50℃的酚醛树脂结合剂进行混合，搅拌3-5min，使结合剂均匀包裹在电熔镁砂 颗粒表面，再加入电熔镁砂细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入共磨 粉先低速混合3-5min，再高速混合10-20min，再低速混合5-8min后出料，(高 速60r/min，低速40r/min)保证出料温度40-50℃，且为避免干料生产，严格控 制泥料等待时间，要求泥料出碾到开始成型的时间控制在30分钟以内，以保证 泥料湿度；
[0042]
3)成型：强调四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重。
[0043]
4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到200℃加热4h，200℃保温6h， 出窑拣选，以完成对转炉冲击区用镁碳砖的制备。
[0044]
该实施例所制备的转炉冲击区用镁碳砖检测数据如下：
[0045]
mgo：82％，c：4％，200℃烘后体积密度：3.12g/cm
3
，显气孔率：3％，耐 压强度：50mpa，线变化率0.8％。
[0046]
实施例2
[0047]
3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂23份；
[0048]
1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂29份；
[0049]
(0)mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂18份；
[0050]
粒度小于(0.088)的电熔镁砂细粉12份；
[0051]
鳞片状石墨4份,其中鳞片状石墨的粒度小于0.088mm，含碳质量百分比为： c≥96.0％；
[0052]
酚醛树脂3份；
[0053]
添加剂2份，其是由粒径0.080mm树脂粉、粒径为100nm的纳米ni粉、 粒径为0.080mmα-al
2
o
3
、粒径为0.5mm的钢纤维四种原料按重量比为2:1:1:0.5 混合而成。
[0054]
该转炉冲击区用镁碳砖的制备方法如下：
[0055]
1)配料：将添加剂在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度镁砂， 结合
剂，石墨按配比称好备用；
[0056]
2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的预热电熔镁砂与30℃-50℃的酚醛树脂结合剂进行混合，搅拌3-5min，使结合剂均匀包裹在电熔镁砂 颗粒表面，再加入电熔镁砂细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入共磨 粉先低速混合3-5min，再高速混合10-20min，再低速混合5-8min后出料，(高 速60r/min，低速40r/min)保证出料温度40-50℃，且为避免干料生产，严格控 制泥料等待时间，要求泥料出碾到开始成型的时间控制在30分钟以内，以保证 泥料湿度；
[0057]
3)成型：强调四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重。
[0058]
4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到200℃加热4h，200℃保温6h， 出窑拣选，以完成对转炉冲击区用镁碳砖的制备。
[0059]
所制备的镁碳砖的理化指标如下：mgo：84％，c：5％，200℃烘后体积密 度：3.10g/cm
3
，显气孔率:2.8％，耐压强度:52mpa，线变化率0.7％。
[0060]
实施例3
[0061]
3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂22份；
[0062]
1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂30份；
[0063]
(0)mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂20份；
[0064]
粒度小于(0.088)的电熔镁砂细粉13份；
[0065]
鳞片状石墨3份,其中鳞片状石墨的粒度小于0.088mm，含碳质量百分比为： c≥96.0％；
[0066]
酚醛树脂3份；
[0067]
添加剂4份，其是由粒径0.080mm树脂粉、粒径为100nm的纳米ni粉、 粒径为0.080mmα-al
2
o
3
、粒径为0.5mm的钢纤维四种原料按重量比为2:1:1:0.5 混合而成。
[0068]
该转炉冲击区用镁碳砖的制备方法如下：
[0069]
1)配料：将添加剂在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度镁砂， 结合剂，石墨按配比称好备用；
[0070]
2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的预热电熔镁砂与30℃
ꢀ-
50℃的酚醛树脂结合剂进行混合，搅拌3-5min，使结合剂均匀包裹在电熔镁砂 颗粒表面，再加入电熔镁砂细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入共磨 粉先低速混合3-5min，再高速混合10-20min，再低速混合5-8min后出料，(高 速60r/min，低速40r/min)保证出料温度40-50℃，且为避免干料生产，严格控 制泥料等待时间，要求泥料出碾到开始成型的时间控制在30分钟以内，以保证 泥料湿度；
[0071]
3)成型：强调四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重。
[0072]
4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到200℃加热4h，200℃保温6h， 出窑拣选，以完成对转炉冲击区用镁碳砖的制备。
[0073]
所制备的镁碳砖的理化指标如下：mgo：84％，c：6％，200℃烘后体积密 度：3.10g/cm
3
，显气孔率:2.5％，耐压强度:55mpa，线变化率0.8％。
[0074]
实施例4
[0075]
3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂24份；
[0076]
1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂29份；
[0077]
(0)mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂19份；
[0078]
粒度小于(0.088)的电熔镁砂细粉12份；
[0079]
鳞片状石墨5份,其中鳞片状石墨的粒度小于0.088mm，含碳质量百分比为： c≥96.0％；
[0080]
酚醛树脂2份；
[0081]
添加剂5份，其是由粒径0.080mm树脂粉、粒径为100nm的纳米ni粉、 粒径为0.080mmα-al
2
o
3
、粒径为0.5mm的钢纤维四种原料按重量比为2:1:1:0.5 混合而成。
[0082]
该转炉冲击区用镁碳砖的制备方法如下：
[0083]
1)配料：将添加剂在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度镁砂， 结合剂，石墨按配比称好备用；
[0084]
2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的预热电熔镁砂与30℃
ꢀ-
50℃的酚醛树脂结合剂进行混合，搅拌3-5min，使结合剂均匀包裹在电熔镁砂 颗粒表面，再加入电熔镁砂细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入共磨 粉先低速混合3-5min，再高速混合10-20min，再低速混合5-8min后出料，(高 速60r/min，低速40r/min)保证出料温度40-50℃，且为避免干料生产，严格控 制泥料等待时间，要求泥料出碾到开始成型的时间控制在30分钟以内，以保证 泥料湿度；
[0085]
3)成型：强调四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重。
[0086]
4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到200℃加热4h，200℃保温6h， 出窑拣选，以完成对转炉冲击区用镁碳砖的制备。
[0087]
所制备的镁碳砖的理化指标如下：mgo：83％，c：6％，200℃烘后体积密 度：3.10g/cm
3
，显气孔率:2.8％，耐压强度:60mpa，线变化率0.6％。
[0088]
实施例5
[0089]
3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂26份；
[0090]
1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂28份；
[0091]
(0)mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂22份；
[0092]
粒度小于(0.088)的电熔镁砂细粉11份；
[0093]
鳞片状石墨3份,其中鳞片状石墨的粒度小于0.088mm，含碳质量百分比为： c≥96.0％；
[0094]
酚醛树脂3份；
[0095]
添加剂5份，其是由粒径0.080mm树脂粉、粒径为100nm的纳米ni粉、 粒径为0.080mmα-al
2
o
3
、粒径为0.5mm的钢纤维四种原料按重量比为2:1:1:0.5 混合而成。
[0096]
该转炉冲击区用镁碳砖的制备方法如下：
[0097]
1)配料：将添加剂在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度镁砂， 结合剂，石墨按配比称好备用；
[0098]
2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的预热电熔镁砂与30℃
ꢀ-
50℃的酚醛树脂结合剂进行混合，搅拌3-5min，使结合剂均匀包裹在电熔镁砂 颗粒表面，再加入电熔镁砂细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入共磨 粉先低速混合3-5min，再高速混合10-20min，再低速混合5-8min后出料，(高 速60r/min，低速40r/min)保证出料温度40-50℃，且为避免干料生产，严格控 制泥料等待时间，要求泥料出碾到开始成型的时间控制在
30分钟以内，以保证 泥料湿度；
[0099]
3)成型：强调四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重。
[0100]
4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到200℃加热4h，200℃保温6h， 出窑拣选，以完成对转炉冲击区用镁碳砖的制备。
[0101]
所制备的镁碳砖的理化指标如下：mgo：84％，c：5％，200℃烘后体积密 度：3.12g/cm
3
，显气孔率:2.7％，耐压强度:58mpa，线变化率0.9％。
[0102]
实施例6
[0103]
3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂22份；
[0104]
1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂29份；
[0105]
(0)mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂20份；
[0106]
粒度小于(0.088)的电熔镁砂细粉14份；
[0107]
鳞片状石墨3份,其中鳞片状石墨的粒度小于0.088mm，含碳质量百分比为： c≥96.0％；
[0108]
酚醛树脂3份；
[0109]
添加剂4份，其是由粒径0.080mm树脂粉、粒径为100nm的纳米ni粉、 粒径为0.080mmα-al
2
o
3
、粒径为0.5mm的钢纤维四种原料按重量比为2:1:1:0.5 混合而成。
[0110]
该转炉冲击区用镁碳砖的制备方法如下：
[0111]
1)配料：将添加剂在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度镁砂， 结合剂，石墨按配比称好备用；
[0112]
2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的预热电熔镁砂与30℃
ꢀ-
50℃的酚醛树脂结合剂进行混合，搅拌3-5min，使结合剂均匀包裹在电熔镁砂 颗粒表面，再加入电熔镁砂细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入共磨 粉先低速混合3-5min，再高速混合10-20min，再低速混合5-8min后出料，(高 速60r/min，低速40r/min)保证出料温度40-50℃，且为避免干料生产，严格控 制泥料等待时间，要求泥料出碾到开始成型的时间控制在30分钟以内，以保证 泥料湿度；
[0113]
3)成型：强调四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重。
[0114]
4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到200℃加热4h，200℃保温6h， 出窑拣选，以完成对转炉冲击区用镁碳砖的制备。
[0115]
所制备的镁碳砖的理化指标如下：mgo：83％，c：5.2％，200℃烘后体积 密度：3.13g/cm
3
，显气孔率:2.9％，耐压强度:58mpa，线变化率0.7％。
[0116]
空白例
[0117]
3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂22份；
[0118]
1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂29份；
[0119]
0.05mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂20份；
[0120]
粒度小于(0.088)的电熔镁砂细粉14份；
[0121]
鳞片状石墨3份,其中鳞片状石墨的粒度小于0.088mm，含碳质量百分比为： c≥96.0％；
[0122]
酚醛树脂3份；
[0123]
该转炉冲击区用镁碳砖的制备方法如下：
[0124]
1)配料：将添加剂在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度镁砂， 结合剂，石墨按配比称好备用；
[0125]
2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的预热电熔镁砂与30℃
ꢀ-
50℃的酚醛树脂结合剂进行混合，搅拌3-5min，使结合剂均匀包裹在电熔镁砂 颗粒表面，再加入电熔镁砂细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入共磨 粉先低速混合3-5min，再高速混合10-20min，再低速混合5-8min后出料，(高 速60r/min，低速40r/min)保证出料温度40-50℃，且为避免干料生产，严格控 制泥料等待时间，要求泥料出碾到开始成型的时间控制在30分钟以内，以保证 泥料湿度；
[0126]
3)成型：强调四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重。
[0127]
4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到200℃加热4h，200℃保温6h， 出窑拣选，以完成对转炉冲击区用镁碳砖的制备。
[0128]
所制备的镁碳砖的理化指标如下：mgo：83％，c：5.2％，200℃烘后体积 密度：2.98g/cm
3
，显气孔率:3.1％，耐压强度:35mpa，线变化率0.8％。
[0129]
对比例1
[0130]
3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂22份；
[0131]
1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂29份；
[0132]
(0)mm≤粒度＜1mm的电熔镁砂20份；
[0133]
粒度小于(0.088)的电熔镁砂细粉14份；
[0134]
鳞片状石墨3份,其中鳞片状石墨的粒度小于0.088mm，含碳质量百分比为： c≥96.0％；
[0135]
酚醛树脂3份；
[0136]
添加剂4份，其是由粒径0.080mm金属铝粉构成。
[0137]
该转炉冲击区用镁碳砖的制备方法如下：
[0138]
1)配料：将添加剂在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度镁砂， 结合剂，石墨按配比称好备用；
[0139]
2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm的预热电熔镁砂与30℃
ꢀ-
50℃的酚醛树脂结合剂进行混合，搅拌3-5min，使结合剂均匀包裹在电熔镁砂 颗粒表面，再加入电熔镁砂细粉及鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入共磨 粉先低速混合3-5min，再高速混合10-20min，再低速混合5-8min后出料，(高 速60r/min，低速40r/min)保证出料温度40-50℃，且为避免干料生产，严格控 制泥料等待时间，要求泥料出碾到开始成型的时间控制在30分钟以内，以保证 泥料湿度；
[0140]
3)成型：强调四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重。
[0141]
4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到200℃加热4h，200℃保温6h， 出窑拣选，以完成对转炉冲击区用镁碳砖的制备。
[0142]
所制备的镁碳砖的理化指标如下：mgo：83％，c：5.0％，200℃烘后体积 密度：2.99g/cm
3
，显气孔率:2.9％，耐压强度:40mpa，线变化率0.9％。
[0143]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的 一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变 之处。综上所述，本说明书
内容不应理解为对本发明的限制。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除