CN101423417A - 一种含金属铁低碳镁碳砖 - Google Patents

Abstract

一种含金属铁的低碳镁碳砖，属于一种耐火材料。按照本发明所提供的设计方案，这种材料含有金属铁1～8％，其余为镁砂83～94％，碳素1～6％，用2.5％～5％的含碳结合剂结合，也可外加少量抗氧化剂。这种低碳镁碳砖的性能与普通镁碳砖相比，具有向钢水中增碳少，不易污染超低碳钢的特点。由于镁砂为主要成份，使该镁碳砖具有良好的抗渣侵蚀性能。由于碳素为主要成份之一使该镁碳砖具有良好的抗渣渗透性能，和优良的热震性能。金属铁的加入提高了低碳镁碳砖的导热率，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能。

Description

一种含金属铁低碳镁碳砖

技术领域

本发明属于一种耐火材料；具体地说是一种含金属铁低碳镁碳砖。

背景技术

氧化镁的熔点是2800℃，具有很强的耐高温能力，但其抗热震性、抗渣渗透性差；以石墨为代表的碳素材料也具有很强的耐高温能力，并且其热膨胀系数低，抗热震性十分优异，在高温下与钢水、钢渣不易浸润，将二者按一定的比例复合，组成一种综合性能好的耐火材料——镁碳砖。镁碳砖主要用于炼钢耐火材料，例如转炉、炼钢电炉、钢包。我国现有的镁碳砖一般碳含量>10％，我国冶金行业标准分三档：MT-10A、B、C；MT-14A、B、C；MT-18A、B、C，标准中分别要求碳含量≥10％、≥14％、≥18％。通常符合标准的镁碳砖才能取得良好的使用效果。而在低碳钢如不锈钢等特钢的冶炼上，如果使用镁碳砖，在冶炼过程中碳成份就会很容易溶入钢水中，影响了钢水的纯度，从而影响特钢的质量。如果降低镁碳砖中碳比例会导致镁碳砖的热膨胀率提高，抗热震性变差、易剥落、寿命低。也可在镁碳砖中加入一些添加剂来减少剥落，但要防止加入物污染钢水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含金属铁低碳镁碳砖，把其中的碳含量降低到8％以下，以达到特钢冶炼的要求，同时保持了高碳镁碳砖的性能。

按照本发明提供的技术方案，这种材料其中含有金属铁粉1～8％，其余为镁砂83～94％，碳素1～6％，用2.5％～5％的含碳结合剂结合，单位为重量百分数。

所述碳素为石墨、碳黑中的一种或两种。所述含碳结合剂为酚醛树脂、沥青中的一种或两种。

还可以外加0.05～5％的抗氧化剂，所述抗氧化剂包括以下材料中的一种或多种物质的组合：铝、镁、硅、铝镁合金、碳化硅、碳化硼。单位为重量百分数。

其中，镁砂的作用是保持低碳镁碳砖的耐高温性、抗渣侵蚀性。

碳素的作用是保持低碳镁碳砖的高温强度、抗热震性、抗渣渗透性。为了保证石墨能在低碳镁碳砖中弥散分布，要求粒度要细，同时也要避免粒度过细导致的抗氧化能力下降。

金属铁的加入可以起到以下作用：1.提高低碳镁碳砖的热导率，降低材料内部温度梯度从而减少内部应力。2.高温下金属铁软化、液化抵消材料热膨胀，减少热膨胀率，提高体积稳定性。3.金属铁与碳素反应生成合金，在中温下产生超塑性，提供一定的蠕变性。4.金属铁氧化吸收氧气，体积膨胀，堵塞气孔，可以起到抗氧化剂的作用。5.金属铁的氧化物可以被氧化镁吸收，形成耐高温的铁酸镁固溶体，并伴随体积膨胀，使镁碳砖的脱碳层致密化。据氧化镁—三氧化二铁相图：当氧化镁吸收20％的三氧化二铁，形成的固溶体出现液相温度高达2330℃。6.金属铁元素进入钢水，没有污染。

还可以加入部分抗氧化剂来阻挡碳素和非氧化物被氧化。抗氧化剂可以与氧气反应，堵塞气孔，使镁碳砖的基质致密，保护碳素不被氧化。

本发明的优点是：采用本发明的低碳镁碳砖，把碳含量降低到8％以下，达到特钢冶炼的要求，同时保持了高碳镁碳砖的抗热震性能。

具体实施方式

下述实施例中的含量均为重量百分数。

实施例一：

含有镁砂(粒度大于0，小于等于5mm)83％，石墨6％，铁粉(粒度≤0.2mm，金属铁含量≥90％)8％，酚醛树脂液3％。实施方式：镁砂中粒度小于0.088mm部分与金属铁粉预先混合得预混料A。混炼机中加入镁砂颗粒、酚醛树脂液混合2min，加入石墨混合5min，加入预混料A，再混合15min后出料得混合料。把混合料放入压机模具中，加压成型。成型的砖块放在窑道中烘烤到200℃。出窑后得到产品。该产品经过高温后冷态强度极高，用于钢包包口，电炉炉门口部位，可以防止清理钢渣时被损坏。

实施例二：

含有镁砂(粒度大于0，小于等于5mm)94％，石墨2.5％，铁粉(粒度≤0.02mm，金属铁含量≥98％)1％、酚醛树脂液体2.5％。外加铝粉2％。实施方式：镁砂中粒度小于0.088mm部分与金属铁粉、铝粉预先混合得预混料A。混炼机中加入镁砂颗粒、酚醛树脂液混合2min，加入石墨混合5min，加入预混料A，再混合15min后出料得混合料。把混合料放入压机模具中，加压成型。成型的砖块放在窑道中烘烤到200℃。出窑后得到产品。该产品用于盛钢桶渣线部位，具有抗渣性好、不易剥落的特点。

实施例三，含有镁砂(粒度大于0，小于等于5mm)89.95％，碳黑1％，铁粉(≤0.074mm，金属铁含量≥97％)4％、酚醛树脂液3.5％、沥青粉1.5％，碳化硼(0.02mm)0.05％。实施方式：镁砂中粒度小于0.088mm部分与金属铁粉、沥青粉、炭黑、碳化硼预先混合得预混料A。混炼机中加入镁砂颗粒、酚醛树脂液混合3min，加入预混料A，再混合15min后出料得混合料。把混合料放入压机模具中，加压成型。成型的砖块放在窑道中烘烤到200℃。出窑后得到产品。该产品1400℃埋碳条件下高温抗折强度可达14Mpa。与不加铁粉的相比：室温到1600℃热膨胀减少0.2％；抗氧化试验脱碳层厚度减少2.5mm，仅为4mm。该产品用于盛钢桶包壁部位，体积稳定性好、不易剥落，能够使用90次。

实施例四，含有镁砂(粒度大于0，小于等于5mm)89％，石墨(800目)4％、铁粉(≤0.074mm)3％、沥青4％；外加抗氧化剂5％。实施方式：镁砂中粒度小于0.088mm部分与金属铁粉、抗氧化剂预先混合得预混料A。把镁砂颗粒加热到200℃放入混炼机，沥青加热液化到130℃也放入混炼机一起搅拌2min，加入石墨混合3min，加入预混料A，再混合10min后出料得混合料。把混合料趁热放入压机模具中，加压成型。成型的砖块冷后得到产品。该产品用于盛钢桶包底部位，具有抗钢水冲击好、不易剥落的特点，能够使用100次。

Claims (5)

1、一种含金属铁低碳镁碳砖，其特征是：其中含有金属铁粉1～8％，其余为镁砂83～94％，碳素1～6％，用2.5％～5％的含碳结合剂结合；单位为重量百分数。

2、如权利要求1所述的含金属铁低碳镁碳砖，其特征是：所述金属铁为纯度≥90％，粒度≤0.2mm的金属铁粉。

3、如权利要求1所述的含金属铁低碳镁碳砖，其特征是：所述碳素为石墨、碳黑中的一种或两种物质的组合。

4、如权利要求1所述的非氧化物复合低碳镁碳砖，其特征是：所述含碳结合剂为酚醛树脂、沥青中的一种或两种物质的组合。

5、如权利要求1所述的含金属铁低碳镁碳砖，其特征是：还外加0.05～5％的抗氧化剂，所述抗氧化剂包括以下材料中的一种或多种物质的组合：铝、镁、硅、铝镁合金、碳化硅、碳化硼。