发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷,目的在于提供一种强度高、抗氧化性能好、抗渣渗透和抗侵蚀性能优良、适用于钢包渣线的镁碳浇注料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
(1)包覆碳混合粉的制备:将碳质原料与抗氧化剂按质量比为(3~6)∶1配料,共磨,得到预混合粉;再将预混合粉在800~1400℃和埋碳条件下热处理,然后磨细至0.37mm以下,制得包覆碳混合粉。
(2)该镁碳浇注料的原料及其含量是:
(3)按上述原料及其含量称料,混合均匀,然后外加所述原料5.5~6.8wt%的水,搅拌均匀,成型,养护2~3天,脱模,烘烤。
所述镁砂颗粒的粒径级配比是:5~3mm占30~35wt%,3~1mm占35~46wt%,1~0.1mm占20~30wt%。
所述碳质原料为石墨、炭黑、沥青粉中的一种以上。
所述抗氧化剂为Si粉、Al粉、B粉中的一种以上。
所述减水剂为木质素磺酸盐的减水剂。
所述石墨的粒径为0.016~0.045mm。
由于采用上述技术方案,本发明制备的浇注料中碳的来源主要为包覆碳混合粉,该混合粉中的碳和抗氧化剂先共磨,混合均匀得到预混合粉,再将预混合粉在800~1400℃和埋碳条件下热处理,部分抗氧化剂直接与碳原料反应生成碳化物,与此同时,部分Si粉会转化成SiO、Si2O等气相物质。经过上述处理,不仅可以改善碳质原料的亲水性,而且大大改善了碳质原料的抗氧化能力。
本发明将包覆碳混合粉引入到镁碳浇注料中,部分或全部作为碳源并均匀分散在浇注料中,不仅减少了镁碳浇注料的加水量,减少了易氧化的碳,且由于碳质原料表面陶瓷相的存在,镁碳浇注料的烧结性能得以改善,其强度较高。
因此,本发明具有强度高、抗氧化性能好、抗渣渗透和抗侵蚀性能优良的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述,并非对本发明保护范围的限制。
为避免重复,先将本具体实施方式所涉及到的原料的粒径统一描述如下,实施例中不再赘述。
镁砂颗粒中5~3mm的镁砂颗粒占30~35wt%,3~1mm的镁砂颗粒占35~46wt%,1~0.1mm的镁砂颗粒占20~30wt%;石墨的粒度为0.0166~0.045mm;减水剂为木质素磺酸盐减水剂。
实施例1:
一种镁碳浇注料及其制备方法
(1)包覆碳混合粉的制备:将石墨与抗氧化剂按质量比为(3~4)∶1配料,共磨,得到预混合粉;再将预混合粉在1200~1400℃和埋碳条件下热处理,然后磨细至0.37mm以下,制得包覆碳混合粉。
本实施例中,抗氧化剂为Si粉和Al粉的混合粉。
(2)该镁碳浇注料的原料及其含量是:
(3)按上述原料及其含量称料,混合均匀,然后外加所述原料5.5~6.8wt%的水,搅拌均匀,成型,养护2~3天,脱模,烘烤。
本实施例所制备的镁碳浇注料:110℃×24h时的常温抗折强度为5.7~7.6MPa,1000℃×3h时的常温抗折强度为6.4~8.8MPa,1600℃×3h时的常温抗折强度均在5.8~8.3MPa,常温抗折强度随温度波动小;空气气氛1000℃×3h时的质量损失小于1.5wt%,抗氧化能力强;1600℃×3h空气气氛下进行渣侵蚀试验,无明显渗透和侵蚀。
实施例2:
一种镁碳浇注料及其制备方法
(1)包覆碳混合粉的制备:将炭黑与抗氧化剂按质量比为(4~5)∶1配料,共磨,得到预混合粉;再将预混合粉在800~1000℃和埋碳条件下热处理,然后磨细至0.37mm以下,制得包覆碳混合粉。
本实施例中,抗氧化剂为Al粉和B粉的混合粉。
(2)该镁碳浇注料的原料及其含量是:
(3)按上述原料及其含量称料,混合均匀,然后外加所述原料5.5~6.8wt%的水,搅拌均匀,成型,养护2~3天,脱模,烘烤。
本实施例所制备的镁碳浇注料:110℃×24h时的常温抗折强度为6.0~8.3MPa,1000℃×3h时的常温抗折强度为6.4~8.7MPa,1600℃×3h时的常温抗折强度均在5.2~8.3MPa,常温抗折强度随温度波动小;空气气氛1000℃×3h时的质量损失小于1.9wt%,抗氧化能力强;1600℃×3h空气气氛下进行渣侵蚀试验,无明显渗透和侵蚀。
实施例3:
一种镁碳浇注料及其制备方法
(1)包覆碳混合粉的制备:将沥青与抗氧化剂按质量比为(3~5)∶1配料,共磨,得到预混合粉;再将预混合粉在1000~1200℃和埋碳条件下热处理,然后磨细至0.37mm以下,制得包覆碳混合粉。
本实施例中,抗氧化剂为Si粉和B粉的混合粉。
(2)该镁碳浇注料的原料及其含量是:
(3)按上述原料及其含量称料,混合均匀,然后外加所述原料5.5~6.8wt%的水,搅拌均匀,成型,养护2~3天,脱模,烘烤。
本实施例所制得的镁碳浇注料:110℃×24h时的常温抗折强度为5.6~7.9MPa,1000℃×3h时的常温抗折强度为6.0~8.9MPa,1600℃×3h时的常温抗折强度均在5.9~8.8MPa,常温抗折强度随温度波动小;空气气氛1000℃×3h时的质量损失小于2.1wt%,抗氧化能力强;1600℃×3h空气气氛下进行渣侵蚀试验,无明显渗透和侵蚀。
实施例4:
一种镁碳浇注料及其制备方法
(1)包覆碳混合粉的制备:将石墨和炭黑的混合粉与Si粉按质量比为(4~6)∶1配料,共磨,得到预混合粉;再将预混合粉在1200~1400℃和埋碳条件下热处理,然后磨细至0.37mm以下,制得包覆碳混合粉。
(2)该镁碳浇注料的原料及其含量是:
(3)按上述原料及其含量称料,混合均匀,然后外加所述原料5.5~6.8wt%的水,搅拌均匀,成型,养护2~3天,脱模,烘烤。
本实施例所制备的镁碳浇注料:110℃×24h时的常温抗折强度为5.9~7.1MPa,1000℃×3h时的常温抗折强度为6.4~8.5MPa,1600℃×3h时的常温抗折强度均在6.3~8.1MPa,常温抗折强度随温度波动小;空气气氛1000℃×3h时的质量损失小于1.8wt%,抗氧化能力强;1600℃×3h空气气氛下进行渣侵蚀试验,无明显渗透和侵蚀。
实施例5:
一种镁碳浇注料及其制备方法
(1)包覆碳混合粉的制备:将石墨和沥青的混合粉与B粉按质量比为(5~6)∶1配料,共磨,得到预混合粉;再将预混合粉在800~1000℃和埋碳条件下热处理,然后磨细至0.37mm以下,制得包覆碳混合粉。
(2)该镁碳浇注料的原料及其含量是:
(3)按上述原料及其含量称料,混合均匀,然后外加所述原料5.5~6.8wt%的水,搅拌均匀,成型,养护2~3天,脱模,烘烤。
本实施例所制备的镁碳浇注料:110℃×24h时的常温抗折强度为6.1~8.9MPa,1000℃×3h时的常温抗折强度为6.9~9.3MPa,1600℃×3h时的常温抗折强度均在6.2~8.8MPa,常温抗折强度随温度波动小;空气气氛1000℃×3h时的质量损失小于1.6wt%,抗氧化能力强;1600℃×3h空气气氛下进行渣侵蚀试验,无明显渗透和侵蚀。
实施例6:
一种镁碳浇注料及其制备方法
(1)包覆碳混合粉的制备:将炭黑和沥青的混合粉与Al粉按质量比为(4~5)∶1配料,共磨,得到预混合粉;再将预混合粉在1000~1200℃和埋碳条件下热处理,然后磨细至0.37mm以下,制得包覆碳混合粉。
(2)该镁碳浇注料的原料及其含量是:
(3)按上述原料及其含量称料,混合均匀,然后外加所述原料5.5~6.8wt%的水,搅拌均匀,成型,养护2~3天,脱模,烘烤。
本实施例所制备的镁碳浇注料:110℃×24h时的常温抗折强度为6.2~8.0MPa,1000℃×3h时的常温抗折强度为7.4~9.5MPa,1600℃×3h时的常温抗折强度均在7.3~8.6MPa,常温抗折强度随温度波动小;空气气氛1000℃×3h时的质量损失小于2.0wt%,抗氧化能力强;1600℃×3h空气气氛下进行渣侵蚀试验,无明显渗透和侵蚀。
实施例7:
一种镁碳浇注料及其制备方法
(1)包覆碳混合粉的制备:将碳质原料与抗氧化剂按质量比为(4~6)∶1配料,共磨,得到预混合粉;再将预混合粉在1200~1400℃和埋碳条件下热处理,然后磨细至0.37mm以下,制得包覆碳混合粉。
本实施例中,碳质原料为石墨、炭黑和沥青的混合粉,抗氧化剂为Si粉、Al粉和B粉的混合粉。
(2)该镁碳浇注料的原料及其含量是:
(3)按上述原料及其含量称料,混合均匀,然后外加所述原料5.5~6.8wt%的水,搅拌均匀,成型,养护2~3天,脱模,烘烤。
本实施例所制备的镁碳浇注料:110℃×24h时的常温抗折强度为6.9~8.1MPa,1000℃×3h时的常温抗折强度为7.0~8.8MPa,1600℃×3h时的常温抗折强度均在6.8~8.4MPa,常温抗折强度随温度波动小;空气气氛1000℃×3h时的质量损失小于1.2wt%,抗氧化能力强;1600℃×3h空气气氛下进行渣侵蚀试验,无明显渗透和侵蚀。
本具体实施方式制备的浇注料中碳的来源主要为包覆碳混合粉,该混合粉中的碳和抗氧化剂先共磨,混合均匀得到预混合粉,再将预混合粉在800~1400℃和埋碳条件下热处理,部分抗氧化剂直接与碳原料反应生成碳化物,与此同时,部分Si粉会转化成SiO、Si2O等气相物质。经过上述处理,不仅可以改善碳质原料的亲水性,而且大大改善了碳质原料的抗氧化能力。
本具体实施方式将包覆碳混合粉引入到镁碳浇注料中,部分或全部作为碳源并均匀分散在浇注料中,不仅减少了镁碳浇注料的加水量,减少了易氧化的碳,且由于碳质原料表面陶瓷相的存在,镁碳浇注料的烧结性能得以改善,其强度较高。
因此,本具体实施方式具有强度高、抗氧化性能好、抗渣渗透和抗侵蚀性能优良的特点。