CN110423125A - 复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用 - Google Patents

复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110423125A
CN110423125A CN201910682516.1A CN201910682516A CN110423125A CN 110423125 A CN110423125 A CN 110423125A CN 201910682516 A CN201910682516 A CN 201910682516A CN 110423125 A CN110423125 A CN 110423125A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
magnesia
carbon brick
raw material
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910682516.1A
Other languages
English (en)
Inventor
蔡长秀
雷中兴
孙枫
谭喜阳
徐志华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WUHAN IRON AND STEEL GROUP REFRACTORIES CO Ltd
Original Assignee
WUHAN IRON AND STEEL GROUP REFRACTORIES CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUHAN IRON AND STEEL GROUP REFRACTORIES CO Ltd filed Critical WUHAN IRON AND STEEL GROUP REFRACTORIES CO Ltd
Priority to CN201910682516.1A priority Critical patent/CN110423125A/zh
Publication of CN110423125A publication Critical patent/CN110423125A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • C04B35/04—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite based on magnesium oxide
    • C04B35/043—Refractories from grain sized mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62204—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products using waste materials or refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63448—Polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63472—Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • C04B35/63476—Phenol-formaldehyde condensation polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/402—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/424—Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/425—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/428—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9669—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts
    • C04B2235/9676—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts against molten metals such as steel or aluminium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种复合转炉镁碳砖及其制备方法，属于炼钢技术领域。该镁碳砖包括A部位、C部位及位于A部位与C部位间的B部位，B部位的一个侧面呈锯齿状并紧密咬合A部位侧面，B部位的另一个侧面也呈锯齿状并紧密咬合贴合C部位侧面；且A部位作为工作层，由于采用优质的电熔镁砂原料，并与碳质原料及结合剂间形成稳定的内部网络结构，提高了镁碳砖的整体耐高温性；B部位作为工作层与非工作区的过渡，采用优质的电熔镁砂原料和再生镁碳砖，保证镁碳砖的整体耐高温性；而C部位作为非工作区间，全部采用再生镁碳砖以降低生产成本，适合企业推广使用。

Description

复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种耐火材料，属于炼钢技术领域，具体地涉及一种复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用。
背景技术
炼钢转炉是不需要外加热源，主要以液态生铁为原料进行炼钢的直立式圆筒形炉。其主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。根据炉衬耐火材料的性质可分为酸性转炉和碱性转炉两种；根据气体吹入炉内的部位，转炉分为底吹、顶吹、侧吹和顶底复合吹炼转炉。镁碳砖由于耐火度高、抗渣侵性能好、耐热震性强及高温下具有优良稳定性能、导热性好、耐磨损、耐剥落性好，且制作时不需高温烧成，节省能源，因此在电炉、转炉及精炼炉上作为炉衬耐火材料得到广泛应用。
随着环保政策的贯彻以及市场的加剧，用后镁碳砖逐步受到了重视，被耐火厂家进行了综合利用，不仅能减少废弃物排放，还能节约镁砂、石墨等矿物资源，降低镁碳砖的生产成本。目前，考虑到生产成本的问题，一般企业对用后的镁碳砖的处理比较粗糙，导致再生镁碳砖的杂质含量高、“假颗粒”多，质量不稳定，添加到镁碳砖中会影响镁碳砖的高温性能，进而影响转炉镁碳砖的使用寿命，因此利用率不高。
中国发明专利申请(申请公布号：CN108083819A，申请公布日：2018-05-29)公开了转炉镁碳砖及其制备方法，该镁碳砖中各组分所占比例按重量百分比计：基础原料66～76.5％，镁碳再生料20～30％，结合剂3.5～4.0％；其中，基础原料按重量百分比计包括以下组分：电熔镁砂颗粒70～75％，电熔镁砂细粉11～12％，添加剂2～3％，石墨12～16％。本发明还公开了一种转炉镁碳砖的制备方法。采用了含有氧化镁96％的电熔镁砂颗粒以及废弃了的镁碳再生料，保证了镁碳砖较好的耐高温能力和抗折性能的条件下，显著降低了镁碳砖的生产成本，减少环境污染，增加资源利用率。然而该专利申请公开的转炉镁碳砖的抗氧化性能和高温强度方面不是特别理想，如何改善高温性能，这对转炉镁碳砖材料是非常重要的。
中国发明专利申请(申请公布号：CN103396138A，申请公布日：2013-11-20)公开了新型转炉镁碳砖及其制备方法，该方法包括如下步骤：1)拣选去杂；2)破碎除假颗粒；3)热处理并选择MgO≥75％，Si02≤3.6％，CaO≤2.2％，Fe203≤1.9％，A1203≤4.5％的再生料备用；4)将经步骤3)处理后的部分再生料进一步破碎后与其余再生料一起进行筛分；5)采用梯度成型技术进行压制成型。本发明方法可显著提高对再生资源的利用，充分实现资源的二次利用及减少对不可再生资源的浪费，减少能源消耗，降低企业的生产压力。经本发明方法处理后制备的新型转炉镁碳砖具有良好的性能，能够较好的满足生产的要求。然而该专利申请公开的转炉镁碳砖，由于采用阶梯成型，两部位泥料的性能及强度相差较大，易在交界面处出现裂纹，导致镁碳砖在使用过程中出现断裂、脱落现象，影响使用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用，该制备方法既能改善转炉镁碳砖的高温强度及抗侵蚀性能，提供转炉镁碳砖的使用效果，又能最大化的利用再生耐材，降低镁碳砖的生产成本。
为实现上述目的，本发明公开了一种复合转炉镁碳砖，它包括A部位、C部位及位于所述A部位与C部位间的B部位，所述B部位的一个侧面呈锯齿状并紧密咬合A部位侧面，所述B部位的另一个侧面也呈锯齿状并紧密咬合贴合C部位侧面；
其中，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65～75份，电熔镁砂细粉:10～15份，碳质原料:10～18份，结合剂:2～4份，抗氧化剂:1～3份；
所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10～25份，电熔镁砂细粉:10～20份，再生镁碳砖颗粒:40～60份，碳质原料:7～15份，结合剂:2～5份；
所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:80～90份，再生镁碳砖粉:5～15份，结合剂:2～5份；
所述碳质原料为鳞片石墨与纳米炭黑或碳纳米纤维中的至少一种混合；
所述再生镁碳砖颗粒由0.088mm≤粒度＜1mm、1mm≤粒度≤5mm两组分组成，且质量份数比为(30～50):(50～70)；
所述再生镁碳砖粉的粒度＜0.088mm，所述再生镁碳砖颗粒及再生镁碳砖粉中(MgO+C)的质量百分含量≥85％，Al2O3的质量百分含量≤10％。
优选的，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65～70份，电熔镁砂细粉:13～15份，碳质原料:10～18份，结合剂:2～4份，抗氧化剂:1～3份；
优选的，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65份，电熔镁砂细粉:15份，碳质原料:13份，结合剂:4份，抗氧化剂:3份；
优选的，所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10～20份，电熔镁砂细粉:10～20份，再生镁碳砖颗粒:45～60份，碳质原料:7～15份，结合剂:2～5份；
优选的，所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10份，电熔镁砂细粉:20份，再生镁碳砖颗粒:60份，碳质原料:7份，结合剂:3份；
优选的，所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:85～90份，再生镁碳砖粉:5～10份，结合剂:2～5份；
优选的，所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:90份，再生镁碳砖粉:5份，结合剂:5份；
进一步地，所述电熔镁砂颗粒由0.088mm≤粒度＜1mm、1mm≤粒度＜3mm及3mm≤粒度≤5mm三组分组成，且质量份数比为(15～25):(35～45):(35～45)。
优选的，所述电熔镁砂颗粒中三部分质量份数比为20:45:35。
进一步地，所述电熔镁砂细粉的粒度＜0.088mm，所述电熔镁砂颗粒及电熔镁砂细粉中MgO的质量百分含量≥97.0％。
进一步地，所述抗氧化剂为金属铝粉与硅粉或/和碳化硼的混合物；采用复合抗氧化剂有利于解决单一抗氧化剂在某一温度段抗氧化性能不佳的问题，使得抗氧化性和抗熔渣侵蚀性等均有较大程度的提高；与此同时，金属铝、硅等再高温下易与镁碳砖中的炭黑或纳米碳纤维反应生成Al4C3、SiC纳米颗粒，该颗粒物镶嵌在镁碳砖表面，当材料受到外力作用时，应力可以通过界面层由基体传递给纳米颗粒物，纳米颗粒物使基体受应力得以分散，降低破坏力，即纳米颗粒物缓解了一部分外界作用力，从而赋予镁碳砖材料更高的力学性能。
进一步地，所述结合剂为石墨改性酚醛树脂。
优选的，所述石墨改性酚醛树脂中石墨添加量为0.5％～1.0％；且所述石墨改性酚醛树脂较原来的酚醛树脂，力学强度增加了2～3倍，而热分解温度提高了200℃左右，这可能是因为添加石墨后，改变了酚醛树脂内部网络结构，并且在镁碳砖材料高温受热时，所述石墨改性酚醛树脂炭化成具备流动性的次生炭，从而提高了镁碳砖的热震稳定性及高温强度。
为了更好的实现本发明技术目的，本发明还公开了一种上述复合转炉镁碳砖的制备方法，它包括按照各配方分别制备A部位原料、B部位原料及C部位原料，在模具内放置挡板将模具内腔分为三部分，每部分对应放置A部位原料、B部位原料或C部位原料，取出挡板，向磨具施加压力成型，取出后干燥即制得复合转炉镁碳砖。
本发明将镁碳砖设计成包括A部位、B部位及C部位，且所述B部位的一个侧面呈锯齿状并紧密咬合A部位侧面，所述B部位的另一个侧面也呈锯齿状并紧密咬合贴合C部位侧面；这种结构在基体材料高温受热时，其中A部位原料包含电熔镁砂颗粒和电熔镁砂细粉，颗粒物与细粉相互嵌入配合，形成致密的网络结构，而碳质原料比表面积大，容易与镁砂中金属生成网状或层状结构，进一步地提高整体材料的强度和韧性。与此同时，结合剂形成的内部网络结构也可加强各内部原料之间的连接作用力。而B部位原料中也同样包含电熔镁砂颗粒、电熔镁砂细粉及碳质原料和结合剂；该结合剂在加强A部位与B部位各原料之间连接作用力基础上，还可提高镁碳砖的热震稳定性及高温强度，从而保证整体镁碳砖的耐高温性。
进一步地，所述A部位原料、B部位原料及C部位原料的质量份数比为(40～60):(20～40):(10～30)。
优选的，所述A部位原料、B部位原料及C部位原料的质量份数比为50:40:10。
上述制备的复合转炉镁碳砖在炉身及/或炉帽上的应用。该镁碳砖能够保证转炉的正常工作运转。
本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：
1、本发明设计的镁碳砖由A、B、C三部位组成，A部位作为工作层，由于采用优质的电熔镁砂原料，并与碳质原料及结合剂间形成稳定的内部网络结构，提高了镁碳砖的整体耐高温性；B部位作为工作层与非工作区的过渡，采用优质的电熔镁砂原料和再生镁碳砖，保证镁碳砖的整体耐高温性；而C部位作为非工作区间，全部采用再生镁碳砖以降低生产成本，适合企业推广使用。
2、本发明提供的制备方法简单，通过采用波浪形挡板后进行布料，使得A、B、C三部位的泥料之间相互嵌合，相互渗透，增大了泥料接触界面，提高了转炉镁碳砖的整体强度，避免了镁碳砖在运输过程中出现断裂。
3、本发明采用三段式阶梯成型制备的复合转炉镁碳砖，通过逐步增加再生镁碳砖的加入量，减少了A、B、C三部位泥料的差异性，避免转炉镁碳砖在使用过程中A、B、C三部位接触面出现裂纹，从而导致镁碳砖的断裂和脱落。
附图说明
图1为本发明设计镁碳砖的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种复合转炉镁碳砖，其中，所述镁碳砖包括图1所示的A部位、C部位及位于所述A部位与C部位间的B部位，所述B部位的一个侧面呈锯齿状并紧密咬合A部位侧面，所述B部位的另一个侧面也呈锯齿状并紧密咬合贴合C部位侧面；并且，所述镁碳砖为梯形体，所述A部位靠近梯形体的小头端，所述C部位靠近梯形体的大头端。
其中，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65～75份，电熔镁砂细粉:10～15份，碳质原料:10～18份，结合剂:2～4份，抗氧化剂:1～3份；
所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10～25份，电熔镁砂细粉:10～20份，再生镁碳砖颗粒:40～60份，碳质原料:7～15份，结合剂:2～5份；
所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:80～90份，再生镁碳砖粉:5～15份，结合剂:2～5份；
所述A部位作为转炉镁碳砖的工作层，采用优质的电熔镁砂原料提高转炉镁碳砖的高温强度及抗渣侵蚀性能；所述B部位为工作层与非工作区的过渡，采用优质的电熔镁砂原料和再生镁碳砖，保证镁碳砖的整体耐高温性；而C部位作为非工作部分，添加了大量的再生镁碳砖，用来降低转炉镁碳砖的生产成本。
本发明还公开了复合转炉镁碳砖的制备方法，它包括如下步骤：
1)按照A部位所述的各原料配比称取电熔镁砂颗粒、电熔镁砂细粉、碳质原料、抗氧化剂、结合剂，再混合均匀，出料备用；
2)按照B部位所述的各原料配比称取电熔镁砂颗粒、电熔镁砂细粉、再生镁碳砖、碳质原料、结合剂，再混合均匀，出料备用；
3)按照C部位所述的各原料配比称取再生镁碳砖颗粒、再生镁碳砖粉、结合剂，再混合均匀，出料备用；
4)在模具内放置挡板将模具内腔分为三部分，每部分对应放置A部位原料、B部位原料或C部位原料，取出挡板，向磨具施加10000KN压力成型，出模；
5)成型的砖坯放入150～220℃干燥，48小时后即可制的复合转炉镁碳砖。
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
本实施例公开了复合转炉镁碳砖的制备方法，它包括取50份A部位原料，40份B部位原料，10份C部位原料阶梯成型经压制、干燥而成。
其中，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65份，电熔镁砂细粉:15份，石墨和炭黑复合粉体:13份，石墨改性酚醛树脂:4份，金属铝粉与硅粉:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂30份，粒度为3～1mm的镁砂40份，粒度为1～0.088mm的镁砂30份；
所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10份，电熔镁砂细粉:20份，再生镁碳砖颗粒:60份，石墨和炭黑复合粉体:7份，石墨改性酚醛树脂:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂35份，粒度为3～1mm的镁砂45份，粒度为1～0.088mm的镁砂20份。再生镁碳砖颗粒中，粒度为5～1mm的再生镁碳砖50份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖50份。
所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:90份，再生镁碳砖粉:5份，石墨改性酚醛树脂:5份；再生镁碳砖颗粒中粒度为5～1mm的再生镁碳砖60份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖40份。
实施例2
本实施例公开了复合转炉镁碳砖的制备方法，它包括取40份A部位原料，30份B部位原料，30份C部位原料阶梯成型经压制、干燥而成。
其中，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65份，电熔镁砂细粉:15份，石墨和纳米碳纤维复合粉体:13份，石墨改性酚醛树脂:4份，金属铝粉与硅粉:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂30份，粒度为3～1mm的镁砂40份，粒度为1～0.088mm的镁砂30份；
所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10份，电熔镁砂细粉:20份，再生镁碳砖颗粒:60份，石墨和纳米碳纤维:7份，石墨改性酚醛树脂:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂35份，粒度为3～1mm的镁砂45份，粒度为1～0.088mm的镁砂20份。再生镁碳砖颗粒中，粒度为5～1mm的再生镁碳砖50份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖50份。
所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:90份，再生镁碳砖粉:5份，石墨改性酚醛树脂:5份；再生镁碳砖颗粒中粒度为5～1mm的再生镁碳砖60份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖40份。
实施例3
本实施例公开了复合转炉镁碳砖的制备方法，它包括取55份A部位原料，25份B部位原料，20份C部位原料阶梯成型经压制、干燥而成。
其中，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:75份，电熔镁砂细粉:10份，石墨和纳米碳纤维:10份，石墨改性酚醛树脂:3份，金属铝粉与硅粉:2份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂30份，粒度为3～1mm的镁砂40份，粒度为1～0.088mm的镁砂30份；
所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:25份，电熔镁砂细粉:15份，再生镁碳砖颗粒:40份，石墨和纳米碳纤维:15份，石墨改性酚醛树脂:5份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂35份，粒度为3～1mm的镁砂45份，粒度为1～0.088mm的镁砂20份。再生镁碳砖颗粒中，粒度为5～1mm的再生镁碳砖50份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖50份。
所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:80份，再生镁碳砖粉:15份，石墨改性酚醛树脂:5份；再生镁碳砖颗粒中粒度为5～1mm的再生镁碳砖60份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖40份。
实施例4
本实施例公开了复合转炉镁碳砖的制备方法，它包括取60份A部位原料，20份B部位原料，20份C部位原料阶梯成型经压制、干燥而成。
其中，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65份，电熔镁砂细粉:15份，石墨和炭黑复合粉体:13份，石墨改性酚醛树脂:4份，金属铝粉与硅粉:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂30份，粒度为3～1mm的镁砂40份，粒度为1～0.088mm的镁砂30份；
所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10份，电熔镁砂细粉:20份，再生镁碳砖颗粒:60份，石墨和炭黑复合粉体:7份，石墨改性酚醛树脂:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂35份，粒度为3～1mm的镁砂45份，粒度为1～0.088mm的镁砂20份。再生镁碳砖颗粒中，粒度为5～1mm的再生镁碳砖50份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖50份。
所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:90份，再生镁碳砖粉:5份，石墨改性酚醛树脂:5份；再生镁碳砖颗粒中粒度为5～1mm的再生镁碳砖60份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖40份。
实施例5
本实施例公开了复合转炉镁碳砖的制备方法，它包括取50份A部位原料，40份B部位原料，10份C部位原料阶梯成型经压制、干燥而成。
其中，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65份，电熔镁砂细粉:15份，石墨、炭黑及纳米碳纤维复合粉体:13份，石墨改性酚醛树脂:4份，金属铝粉与硅粉:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂30份，粒度为3～1mm的镁砂40份，粒度为1～0.088mm的镁砂30份；
所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10份，电熔镁砂细粉:20份，再生镁碳砖颗粒:60份，石墨、炭黑及纳米碳纤维复合粉体:7份，石墨改性酚醛树脂:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂35份，粒度为3～1mm的镁砂45份，粒度为1～0.088mm的镁砂20份。再生镁碳砖颗粒中，粒度为5～1mm的再生镁碳砖50份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖50份。
所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:90份，再生镁碳砖粉:5份，石墨改性酚醛树脂:5份；再生镁碳砖颗粒中粒度为5～1mm的再生镁碳砖60份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖40份。
实施例6
本实施例公开了复合转炉镁碳砖的制备方法，它包括取45份A部位原料，40份B部位原料，15份C部位原料阶梯成型经压制、干燥而成。
其中，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65份，电熔镁砂细粉:15份，石墨、炭黑及纳米碳纤维复合粉体:13份，石墨改性酚醛树脂:4份，金属铝粉与硅粉和碳化硼:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂30份，粒度为3～1mm的镁砂40份，粒度为1～0.088mm的镁砂30份；
所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10份，电熔镁砂细粉:20份，再生镁碳砖颗粒:60份，石墨、炭黑及纳米碳纤维复合粉体:7份，石墨改性酚醛树脂:3份；而电熔镁砂颗粒中粒度为5～3mm的镁砂35份，粒度为3～1mm的镁砂45份，粒度为1～0.088mm的镁砂20份。再生镁碳砖颗粒中，粒度为5～1mm的再生镁碳砖50份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖50份。
所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:90份，再生镁碳砖粉:5份，石墨改性酚醛树脂:5份；再生镁碳砖颗粒中粒度为5～1mm的再生镁碳砖60份，粒度为1～0.088mm的再生镁碳砖40份。
本发明设计的镁碳砖包括A部位、B部位及C部位，且B部位的侧面分别与A部位、C部位呈锯齿状并紧密咬合状态，这种结构在基体材料高温受热时，其中A部位及B部位原料包含电熔镁砂颗粒和电熔镁砂细粉，颗粒物与细粉相互嵌入配合，形成致密的网络结构，而碳质原料比表面积大，容易与镁砂中金属生成网状或层状结构，进一步地提高整体材料的强度和韧性。与此同时，结合剂形成的内部网络结构也可加强各内部原料之间的连接作用力。因此，将该复合转炉镁碳砖应用在炉身及/或炉帽上时，能够保证转炉的正常工作运转。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种复合转炉镁碳砖，它包括A部位、C部位及位于所述A部位与C部位间的B部位，所述B部位的一个侧面呈锯齿状并紧密咬合A部位侧面，所述B部位的另一个侧面也呈锯齿状并紧密咬合贴合C部位侧面；
其中，所述A部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:65～75份，电熔镁砂细粉:10～15份，碳质原料:10～18份，结合剂:2～4份，抗氧化剂:1～3份；
所述B部位包括如下质量份数的各原料组分：电熔镁砂颗粒:10～25份，电熔镁砂细粉:10～20份，再生镁碳砖颗粒:40～60份，碳质原料:7～15份，结合剂:2～5份；
所述C部位包括如下质量份数的各原料组分：再生镁碳砖颗粒:80～90份，再生镁碳砖粉:5～15份，结合剂:2～5份；
所述碳质原料为鳞片石墨与纳米炭黑或碳纳米纤维中的至少一种混合；
所述再生镁碳砖颗粒由0.088mm≤粒度＜1mm、1mm≤粒度≤5mm两组分组成，且质量份数比为(30～50):(50～70)；
所述再生镁碳砖粉的粒度＜0.088mm，所述再生镁碳砖颗粒及再生镁碳砖粉中(MgO+C)的质量百分含量≥85％，Al2O3的质量百分含量≤10％。
2.根据权利要求1所述复合转炉镁碳砖，其特征在于：所述电熔镁砂颗粒由0.088mm≤粒度＜1mm、1mm≤粒度＜3mm及3mm≤粒度≤5mm三组分组成，且质量份数比为(15～25):(35～45):(35～45)。
3.根据权利要求1所述复合转炉镁碳砖，其特征在于：所述电熔镁砂细粉的粒度＜0.088mm，所述电熔镁砂颗粒及电熔镁砂细粉中MgO的质量百分含量≥97.0％。
4.根据权利要求1～4中任意一项所述复合转炉镁碳砖，其特征在于：所述抗氧化剂为金属铝粉与硅粉或/和碳化硼的混合物。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述复合转炉镁碳砖，其特征在于：所述结合剂为石墨改性酚醛树脂。
6.一种权利要求1～5中任意一项复合转炉镁碳砖的制备方法，它包括按照各配方分别制备A部位原料、B部位原料及C部位原料，在模具内放置挡板将模具内腔分为三部分，每部分对应放置A部位原料、B部位原料或C部位原料，取出挡板，向磨具施加压力成型，取出后干燥即制得复合转炉镁碳砖。
7.根据权利要求6所述复合转炉镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述A部位原料、B部位原料及C部位原料的质量份数比为(40～60):(20～40):(10～30)。
8.一种权利要求1～5中任意一项复合转炉镁碳砖在炉身及/或炉帽上的应用。
CN201910682516.1A 2019-07-26 2019-07-26 复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用 Pending CN110423125A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910682516.1A CN110423125A (zh) 2019-07-26 2019-07-26 复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910682516.1A CN110423125A (zh) 2019-07-26 2019-07-26 复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110423125A true CN110423125A (zh) 2019-11-08

Family

ID=68412717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910682516.1A Pending CN110423125A (zh) 2019-07-26 2019-07-26 复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110423125A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111732418A (zh) * 2020-08-28 2020-10-02 北京利尔高温材料股份有限公司 一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法
CN111848189A (zh) * 2020-07-24 2020-10-30 湖南省娄底市宏冶炉料有限责任公司 新型耐冲刷耐热震式冲击砖及制备方法和稳流器
CN113248269A (zh) * 2021-05-17 2021-08-13 江苏苏嘉集团新材料有限公司 一种添加复合结合剂的镁碳砖及其制备方法
CN113754410A (zh) * 2021-09-03 2021-12-07 江苏锦耐新材料科技有限公司 一种低碳微孔镁碳砖及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1225349A (zh) * 1998-02-06 1999-08-11 淄博市鲁中耐火材料厂 烧结高铝复合砖及其制备方法
CN103396138A (zh) * 2013-07-31 2013-11-20 武汉钢铁(集团)公司 新型转炉镁碳砖及其制备方法
CN104529491A (zh) * 2014-12-26 2015-04-22 江苏苏嘉集团新材料有限公司 不同碳含量复合的镁碳砖的制备方法
CN108083819A (zh) * 2017-11-16 2018-05-29 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司 转炉镁碳砖及其制备方法
AU2017349542A1 (en) * 2016-10-27 2019-05-02 Krosakiharima Corporation Magnesia carbon brick and production method therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1225349A (zh) * 1998-02-06 1999-08-11 淄博市鲁中耐火材料厂 烧结高铝复合砖及其制备方法
CN103396138A (zh) * 2013-07-31 2013-11-20 武汉钢铁(集团)公司 新型转炉镁碳砖及其制备方法
CN104529491A (zh) * 2014-12-26 2015-04-22 江苏苏嘉集团新材料有限公司 不同碳含量复合的镁碳砖的制备方法
AU2017349542A1 (en) * 2016-10-27 2019-05-02 Krosakiharima Corporation Magnesia carbon brick and production method therefor
CN108083819A (zh) * 2017-11-16 2018-05-29 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司 转炉镁碳砖及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
林育炼: "《耐火材料与洁净钢生产技术》", 30 April 2012, 冶金工业出版社 *
王建栋等: ""颗粒级配对低碳镁碳砖性能的影响"", 《耐火材料》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111848189A (zh) * 2020-07-24 2020-10-30 湖南省娄底市宏冶炉料有限责任公司 新型耐冲刷耐热震式冲击砖及制备方法和稳流器
CN111732418A (zh) * 2020-08-28 2020-10-02 北京利尔高温材料股份有限公司 一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法
CN111732418B (zh) * 2020-08-28 2020-12-18 北京利尔高温材料股份有限公司 一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法
CN113248269A (zh) * 2021-05-17 2021-08-13 江苏苏嘉集团新材料有限公司 一种添加复合结合剂的镁碳砖及其制备方法
CN113248269B (zh) * 2021-05-17 2023-02-14 江苏苏嘉集团新材料有限公司 一种添加复合结合剂的镁碳砖及其制备方法
CN113754410A (zh) * 2021-09-03 2021-12-07 江苏锦耐新材料科技有限公司 一种低碳微孔镁碳砖及其制备方法
CN113754410B (zh) * 2021-09-03 2023-02-03 江苏锦耐新材料科技有限公司 一种低碳微孔镁碳砖及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110423125A (zh) 复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用
CN101851103B (zh) 一种环保节能型再生镁碳砖的生产方法
CN102898156B (zh) 一种钢包渣线镁碳砖及其制备方法
CN105859314B (zh) 一种钢水冶炼设备用含碳喷补料及其制备方法
CN102765953B (zh) 一种含复合防氧化剂的镁碳砖及其制备方法
CN101613207A (zh) 一种精炼钢包用低碳刚玉尖晶石砖及其制备方法
CN102249718A (zh) 转炉出钢口挡渣用铝镁碳质滑板砖
CN108530090B (zh) 一种轻质中间包工作衬及其制备方法
CN108191406A (zh) 一种添加用后镁铝尖晶石粉的中间包镁质干式料及其制备方法
CN103304248A (zh) 一种低碳镁碳耐火材料及其制备方法
CN112608135A (zh) 一种低成本镁锆碳质转炉出钢口砖及制备方法
CN110451932A (zh) 一种钢包渣线镁碳砖
CN101503302B (zh) 一种炉衬用炭质耐火材料及其制备方法
CN107032805A (zh) 一种钢包用超低碳方镁石‑尖晶石‑碳砖及制备方法
CN101734936A (zh) 一种Si3N4-SiC-C耐火原料粉体的制备方法
CN108002818A (zh) 废旧耐火材料的回收再利用的方法
CN107298586A (zh) 一种管线钢连铸用抗侵蚀中间包塞棒
CN102701762B (zh) 一种高炉出铁沟用再生修补料及其制备方法
CN101913890B (zh) 一种再生材料高炉用炮泥及其制备方法
CN101823889B (zh) 一种无水炮泥及其制备方法
CN104557086A (zh) 一种钢包包壁出渣侧用富镁尖晶石碳砖及其制备方法
CN107162604A (zh) 一种中高温烧成免浸渍滑板砖及其制备方法
CN109608212A (zh) 一种利用废料生产钢包包底冲击区砖的方法
WO2012174839A1 (zh) 惰性阳极铝电解槽用不定型耐火耐蚀材料及其制作方法
CN113754410B (zh) 一种低碳微孔镁碳砖及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191108

RJ01 Rejection of invention patent application after publication