CN102838361A - 一种MgCa-SiC-C耐火材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MgCa-SiC-C耐火材料，属于耐火材料技术领域。该MgCa-SiC-C耐火材料各组分质量百分数包括：电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒：50～70％，电熔或烧结镁砂细粉：10～20％，碳化硅：5～17％，石墨：5～15%，添加剂：1～10%，外加前述各组分总质量3～5%的无水树脂结合剂。本发明还公开了该MgCa-SiC-C耐火材料的制备方法。该MgCa-SiC-C耐火材料可以应用于钢铁冶金高温容器，特别是作为炼铁用铁水包的内衬，可以满足预处理铁水包冶炼要求。
Description
—种MgCa-SiC-C耐火材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及耐火材料技术领域，特别涉及一种MgCa-SiC-C耐火材料及其制备方法。
背景技术
[0002] 含碳复合耐火材料能够被广泛应用于钢铁工业，它通常是由镁砂、铝矾土、刚玉、镁铝尖晶石等氧化物耐火原料，石墨、炭黑等非氧化物耐火原料，铝粉、硅粉等添加齐U，采用焦油或树脂作为结合剂，经过混合、压制和热处理等工序制备而成的。中国专利200610019533. 7公开了一种方镁石-碳化娃-碳复合材料及其制备方法，这种复合材料能够用于冶金炉及容器的内衬，同时对钢水增碳行为比传统复合材料要低得多，能够满足 洁净钢冶炼的需要。美国专利US 6464932公开了一种不烧含碳耐火材料，其中的氧化铝-碳化硅-碳不烧耐火材料能够应用于鱼雷罐等铁水装载容器，这种耐火材料如果应用于KR预处理脱硫铁水包，受脱硫剂影响，其侵蚀速率将增加，使用寿命降低。中国专利200710040413. 2公开了一种矾土基红柱石-SIC-C质砖、制作方法及其应用，这种砖在组分中引入两种规格红柱石，这种砖在使用过程中发生二次莫来石反应，形成莫来石网络框架，金属铝粉和金属硅粉复合使用，不仅能够提高材料的抗氧化性，而且有利于提高材料的中、高温物理性能，将这种砖用于300吨铁水包，使用寿命提高达到700〜800炉，并且，异常结构性剥落减少，冲击区熔损减轻、包壁裂纹扩展抑制，但是在铁水包采用KR铁水预处理工艺时，这种砖侵蚀速率有上升的趋势。
发明内容
[0003] 为了解决上述问题，本发明提出了一种用作铁水装载容器内衬，在铁水预处理过程中能够降低内衬侵蚀率、提高内衬使用寿命的MgCa-SiC-C耐火材料及其制备方法。
[0004] 本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料各组分质量百分数包括：电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒：50〜70%，电熔或烧结镁砂细粉：10〜20%，碳化硅：5〜17%，石墨：5〜15%，添加剂：1〜10%，外加前述各组分总质量3〜5%的无水树脂结合剂。
[0005] 作为优选，所述电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒的粒径小于等于5mm，所述电熔或烧结镁砂细粉的粒径小于等于O. 088mm。
[0006] 作为优选，所述碳化硅包括颗粒和/或细粉，所述石墨为细粉，所述颗粒的粒径小于等于5mm，所述细粉的粒径小于等于O. 088mm。
[0007] 作为优选，所述添加剂选自包括Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉、硅线石粉、蓝晶石粉、氧化铝粉的一种或者他们的混合物，所述硅线石和蓝晶石粉的粒径小于等于O. 2mm,所述Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化娃铁粉的粒径小于等于O. 088mm,所述氧化招粉的粒径小于等于5 μ m。
[0008] 作为优选，所述无水树脂结合剂为液态酚醛树脂。
[0009] 作为优选，所述复合耐火材料常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，密度大于 2. 75g/cm3。
[0010] 基于本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料的制备方法包括以下步骤：
[0011] 按照质量百分数取熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒：50〜70%，电熔或烧结镁砂细粉：10〜20%，碳化硅：5〜17%，石墨：5〜15%，添加剂：1〜10%，外加前述各组分总质量3〜6%的无水树脂结合剂进行混合，形成第I中间产物；
[0012] 对所述第I中间产物进行成型处理，形成第II中间产物；
[0013] 对所述第II中间产物进行热处理，得到所述MgCa-SiC-C耐火材料。
[0014] 作为优选，所述混合是经用高速混炼机混合45min实现的。 [0015] 作为优选，所述成型处理是采用IOOOt摩擦压砖机或2000t液压压砖机实现的。
[0016] 作为优选，所述热处理需要36h，同时，在最高温度235°C保温5h。
[0017] 本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料将镁钙砂或镁白云石砂作为主要成份引入，形成了镁钙一碳化硅一碳质耐火材料，与铝一碳化硅一碳质耐火材料中的氧化铝相比较，镁钙一碳化硅一碳质耐火材料中的镁钙成份降低了与脱硫渣中的CaO的反应性，因而提高了材料的抗渣性能，降低了侵蚀速率，提高了预脱硫铁水包内衬的使用寿命。本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料可以应用于钢铁冶金高温容器，特别是作为炼铁用铁水包的内衬，可以满足预处理铁水包冶炼要求。
具体实施方式
[0018] 为了深入了解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0019] 本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料各组分质量百分数包括：电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒：50〜70%，电熔或烧结镁砂细粉：10〜20%，碳化硅：5〜17%，石墨：5〜15%，添加剂：1〜10%，外加前述各组分总质量3〜5%的无水树脂结合剂。
[0020] 其中，电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒的粒径小于等于5mm，电熔或烧结镁砂细粉的粒径小于等于O. 088mm。
[0021] 其中，碳化硅包括颗粒和/或细粉，石墨为细粉，颗粒的粒径小于等于5_，细粉的粒径小于等于O. 088mm。
[0022] 其中，添加剂选自包括Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉、硅线石粉、蓝晶石粉、氧化铝粉的一种或者他们的混合物，硅线石和蓝晶石粉的粒径小于等于O. 2mm, Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉的粒径小于等于O. 088_，氧化铝粉的粒径小于等于5 μ m。
[0023] 其中，无水树脂结合剂为液态酚醛树脂。
[0024] 其中，MgCa-SiC-C耐火材料常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，密度大于 2. 75g/cm3。
[0025] 基于本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料的制备方法包括以下步骤：
[0026] 步骤I :按照质量百分数取熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒：50〜70%，电熔或烧结镁砂细粉：10〜20%，碳化硅：5〜17%，石墨：5〜15%，添加剂：1〜10%，外加前述各组分总质量3〜5%的无水树脂结合剂进行混合，形成第I中间产物。
[0027] 其中，混合是经用高速混炼机混合45min实现的。
[0028] 步骤2 :对第I中间产物进行成型处理，形成第II中间产物。
[0029] 其中，成型处理是采用IOOOt摩擦压砖机或2000t液压压砖机实现的。[0030] 步骤3 :对第II中间产物进行热处理，得到MgCa-SiC-C耐火材料。
[0031] 其中，热处理需要36h，同时，在最高温度235°C保温5h。
[0032] 实施例I
[0033] 参见表1，按实施例I进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经2000t液压压砖机成型，在160〜300°C条件下下热处理36小时，并在235°C条件下保温5小时，制得常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，体积密度大于2. 75g/cm3的本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料定型制品。
[0034] 实施例2
[0035] 参见表I，按实施例2进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经IOOOt摩擦压砖 机成型，在最高温度235°C保温5小时保温条件下热处理36小时，制得常温耐压强度大于 35MPa，显气孔率小于8%，体积密度大于2. 80g/cm3的一种MgCa-SiC-C耐火材料定型制品。
[0036] 实施例3
[0037] 参见表1，按实施例3进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经IOOOt摩擦压砖机成型，在温度235°C保温5小时保温条件下热处理36小时，制得常温耐压强度大于40MPa，显气孔率小于10%，体积密度大于2. 75g/cm3的一种MgCa-SiC-C耐火材料定型制
品O
[0038] 实施例4
[0039] 参见表I，按实施例4进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经IOOOt摩擦压砖机成型，在最高温度235°C保温5小时保温条件下热处理36小时，制得常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，体积密度大于2. 75g/cm3的一种MgCa-SiC-C耐火材料定型制
品O
[0040] 实施例5
[0041] 参见表1，按实施例5进行配料，经高速混练机混合45分钟后，经2000t液压压砖机成型，在160〜300°C条件下下热处理36小时，并在235°C条件下保温5小时，制得常温耐压强度大于40MPa，显气孔率小于8%，体积密度大于2. 75g/cm3的本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料定型制品。
[0042] 表I实施例I〜实施例5中各组分规格及质量百分数
[0043]
[0044] 本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料将镁钙砂或镁白云石砂作为主要成份引入，形成了镁钙一碳化硅一碳质耐火材料，与铝一碳化硅一碳质耐火材料中的氧化铝相比较，镁钙一碳化硅一碳质耐火材料中的镁钙成份降低了与脱硫渣中的CaO的反应性，因而提高了材料的抗渣性能，降低了侵蚀速率，提高了预脱硫铁水包内衬的使用寿命。本发明提供的MgCa-SiC-C耐火材料可以应用于钢铁冶金高温容器，特别是作为炼铁用铁水包的内衬，可以满足预处理铁水包冶炼要求。
[0045] 以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，各组分质量百分数包括：电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒：50〜70%，电熔或烧结镁砂细粉：10〜20%，碳化硅：5〜17%，石墨：5〜15%，添加剂：1〜10%，外加前述各组分总质量3〜5%的无水树脂结合剂。
2.根据权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒的粒径小于等于5mm，所述电熔或烧结镁砂细粉的粒径小于等于.O. 088mm。
3.根据权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述碳化硅包括颗粒和/或细粉，所述石墨为细粉，所述颗粒的粒径小于等于5mm，所述细粉的粒径小于等于.O. 088mm。
4.根据权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述添加剂选自包括Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉、硅线石粉、蓝晶石粉、氧化铝粉的一种或者他们的混合物，所述硅线石和蓝晶石粉的粒径小于等于O. 2_，所述Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅铁粉的粒径小于等于O. 088mm，所述氧化铝粉的粒径小于等于5 μ m。
5.根据权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述无水树脂结合剂为液态酚醛树脂。
6.根据权利要求I〜5中任一所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述MgCa-SiC-C耐火材料常温耐压强度大于35MPa，显气孔率小于10%，密度大于2. 75g/cm3。
7.基于权利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 按照质量百分数取熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒：50〜70%，电熔或烧结镁砂细粉：10〜20%，碳化硅：5〜17%，石墨：5〜15%，添加剂：1〜10%，外加前述各组分总质量3〜5%的无水树脂结合剂进行混合，形成第I中间产物； 对所述第I中间产物进行成型处理，形成第II中间产物； 对所述第II中间产物进行热处理，得到所述MgCa-SiC-C耐火材料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混合是经用高速混炼机混合45min实现的。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述成型处理是采用IOOOt摩擦压砖机或2000t液压压砖机实现的。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述热处理需要36h，同时，在最高温度235°C 保温 5h。
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