CN102040389A - 用于制造炼钢精炼炉内衬的低碳镁钙碳砖的组分配比及其制备方法 - Google Patents

Abstract

用于炼钢精炼炉内衬的低碳镁钙碳砖的成分配比及制造方法，以电熔或烧结的镁钙砂、镁砂微粉、纳米碳黑、石墨、防氧化剂和结合剂为主要配比成分，上述成分中碳的含量低于5％，通过控制原料的成份和粒度大小，经过混炼、成型、热处理即为成品，该产品有利于低碳钢的冶炼，冶炼出高质量的纯净钢和洁净钢，克服了利用镁铬砖来作精炼炉内衬所造成的环境污染和资源短缺问题。

Description

用于制造炼钢精炼炉内衬的低碳镁钙碳砖的组分配比及其制备方法 

技术领域

本发明涉及一种制造炼钢精炼炉内衬的耐高温砖的组分配比及其制备方法，更具体说，涉及一种低碳镁钙碳砖的组分配比及其制备方法。 

背景技术

随着人们生活水平和工业技术水平的提高，对一些纯净钢和洁净钢需求量日益增加，从而促使了钢铁冶炼技术的发展。一些钢的碳含量要求越来越低，冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼钢包耐火材料内衬的碳含量要求也越来越低。比如冶炼不锈钢的VOD炉等内衬，国内外主要使用不含碳的烧成镁铬砖，但由于镁铬砖六价Cr离子会造成环境污染问题，同时也由于我国铬铁矿资源短缺，因此在我国这种方式显然不是最优选择。而我国菱镁矿和白云石资源丰富，而开发了不含碳的烧成镁白云石砖(或称镁钙砖)，目前，国内VOD炉内衬主要使用烧成镁钙砖，由于VOD炉冶炼条件苛刻，使用寿命普遍较低。该产品一是要高温烧成，二是由于CaO容易水化，也是美中不足。 

上个世纪七十年代兴起的镁碳砖，多年来一直是炼钢炉内衬首选，但由于碳含量高(C≥10％)易引起钢水增碳不适合冶炼低碳钢和超低碳钢的技术要求。近年来，日本开发了低碳镁碳砖(C≤5％)和超低碳镁碳砖(C≤3％)该产品不烧也不水化，我国也在积极开发 低碳镁碳砖。低碳和超低碳镁碳砖在冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼钢包内衬上使用，如VOD、LF-VD和RH炉等都获得了成功。 

发明内容

本发明开发的是一种不用高温烧制的低碳镁钙碳砖，其组分中MgO≥65％，CaO15％-30％，C≤5％。该产品也可用于冶炼低碳钢和超低碳钢的精炼钢包内衬，如VOD、LF-VD和RH炉等。该产品与低碳镁碳砖相比，由于含有CaO，抗酸性渣(比如VOD炉的前期渣)性能更好，游离CaO的存在对脱除钢中的S和P更为有利。同时与烧成镁铬砖和镁钙砖相比，因不用高温烧制有利节能。 

本发明用于制造炼钢炉内衬的低碳镁钙碳砖，按重量百分比该低碳镁钙碳砖包含以下组分： 

(1)电熔或烧结镁钙砂 70-95％； 

(2)电熔或烧结镁砂   0-25％； 

(3)微粉石墨         0-2％； 

(4)纳米碳黑         0.5-1％； 

(5)高温沥青粉       0-1％； 

(6)复合防氧化剂     0.5-3％； 

(7)无水树脂(外加)   +3.5-4.5％。 

该低碳镁钙碳砖的组分之一电熔或烧结镁钙沙其主要成分为MgO和CaO，其中MgO的含量为65％-85％，CaO的含量为15％-35％，所述电熔或烧结镁钙沙由粒度大小各不相同的镁钙沙按一定重量配比而成，具体为： 

(1)粒度5-3mm        15-20％ 

(2)粒度3-1mm        20-30％ 

(3)粒度0.088-1mm    20-30％ 

(4)粒度＜0.088mm    20-30％ 

所述电熔或烧结镁砂中MgO的含量≥97％，镁砂的粒度＜0.088mm，这样能起到很好的防水效果。 

在上述低碳镁钙碳砖中，其他组分的粒度为： 

(1)微粉石墨        粒度＜44um 

(2)纳米碳黑        粒度＜200nm 

(3)高温沥青粉      粒度＜0.088mm 

(4)复合防氧化剂    粒度＜0.088mm 

之所以要强调各组分的粒度配比，因为各组分的粒度在形成低碳镁钙碳砖的结构以及各组分之间相互融和搭配方面具有特别重要的意义，这直接关系到该产品的密度、强度、耐高温强度和使用寿命。 

在上述组分中的复合防氧化剂为：硼化物(B₄C，BN，ZrB₂，CaB₆等)、金属Al粉、Si粉等一种或几种混合而成。微粉石墨中C≥98％，纳米碳黑中C≥99％，高温沥青粉的软化点≥120℃，C≥40％。 

本发明的另一个目的是提供一种上述组合物的制备方法，制备低碳镁钙碳砖的方法，依次由以下步骤组成： 

(1)混练 

在湿碾机上，先加颗粒料，再加入总重量3.5-4.5％的无水树脂 (如：LW901，SD911，PF88等)，润湿后加入各种细粉。 

(2)成型 

将混练好的泥料在摩擦压砖机上成型(如800吨、630吨，400吨压砖机)。 

(3)热处理 

成型后的砖坯在150-250℃的热处理窑内热处理8小时以上，即为成品。 

具体实施方式

例1： 

烧结镁钙砂(MgO～70％，CaO～30％)    5-3mm        20％ 

烧结镁钙砂(MgO～70％，CaO～30％)    3-1mm        25％ 

烧结镁钙砂(MgO～70％，CaO～30％)    1-0mm        25％ 

电熔镁砂细粉(MgO≥97％)             ＜0.088mm    23％ 

微粉石墨                            ＜44um       2％ 

纳米碳黑                                         0.5％ 

高温沥青粉                          ＜0.088mm    1.5％ 

金属Al粉                            ＜0.088mm    1.5％ 

金属Si粉                            ＜0.044mm    1.0％ 

B₄C                                              0.5％ 

LW901无水树脂                               +4％(附加) 

例2 

烧结镁钙砂颗粒(MgO～80％，CaO～20％)    5-3mm        20％ 

烧结镁钙砂颗粒(MgO～80％，CaO～20％)    3-1mm        25％ 

烧结镁钙砂颗粒(MgO～80％，CaO～20％)    1-0mm        25％ 

烧结镁钙砂细粉(MgO～80％，CaO～20％)    ＜0.088mm    25％ 

微粉石墨                                ≤10um       1％ 

纳米碳黑                                             0.5％ 

高温沥青粉                              ＜0.088mm    1％ 

金属Al粉                                             2％ 

B₄C                                                  0.5％ 

SD911无水树脂                                   +4％(附加) 

Claims (5)

1.一种用于制造精炼炉内衬的低碳镁钙碳砖，按重量百分比该低碳镁钙碳砖包含以下组分：

(1)电熔或烧结镁钙砂  70-95％；

(2)电熔或烧结镁砂    0-25％；

(3)微粉石墨          0-2％；

(4)纳米碳黑          0.5-1％；

(5)高温沥青粉        0-1％；

(6)复合防氧化剂      0.5-3％；

(7)无水树脂(外加)    +3.5-4.5％。

2.如权利要求1中的低碳镁钙碳砖，其特征在于：所述电熔或烧结镁砂中MgO的含量≥97％，镁砂的粒度＜0.088mm；所述烧结或电熔镁钙砂，其主要成分为MgO和CaO，其中MgO的含量为65％-85％，CaO的含量为15％-35％，该电熔或烧结镁钙沙由粒度大小各不相同的镁钙沙按一定重量配比而成，具体为：

(1)粒度5-3mm        15-20％

(2)粒度3-1mm        20-30％

(3)粒度0.088-1mm    20-30％

(4)粒度＜0.088mm    20-30％。

3.如权利要求2所述低碳镁钙碳砖，其特征在于其他组分的粒度为：

(1)微粉石墨        粒度＜44um

(2)纳米碳黑        粒度＜200nm

(3)高温沥青粉      粒度＜0.088mm

(4)复合防氧化剂    粒度＜0.088mm

4.如权利要求3所述低碳镁钙碳砖其特征在于，所述复合防氧化剂为：硼化物(B₄C，BN，ZrB₂，CaB₆等)、金属Al粉、Si粉等一种或几种混合而成。

5.制备上述权利要求1至4中任意一种低碳镁钙碳砖的制备方法，其特征在于，该方法由以下步骤组成：

(1)混练

在湿碾机上，先加颗粒料，再加入无水树脂(如：LW901，SD911，PF88等)，润湿后加入各种细粉。

(2)成型

将混练好的泥料在摩擦压砖机上成型(如800吨、630吨，400吨压砖机)。

(3)热处理

成型后的砖坯在150-250℃的热处理窑内热处理8小时以上，即为成品。