CN113336535B - 一种高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法 - Google Patents

一种高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法；包括刚玉尖晶石碳再生料1‑90份、刚玉颗粒1‑50份、电熔镁砂1‑40份、刚玉除尘粉1‑40份、活性α‑氧化铝微粉1‑8份、尖晶石‑铝酸钙复相材料1‑10份、金属铝粉0.1‑3份、纳米炭黑0.1‑5份、结合剂1‑8份；本发明的目的在于提供一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，通过高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖的设计以解决现有技术中存在的用板状刚玉、白刚玉、电熔镁砂、鳞片石墨、尖晶石微粉、氧化铝微粉、碳化硅细粉等材料做原料，制备钢包砖需要高温烧成获得，对环境造成极大的污染，且原料成本高的技术问题。

Description

一种高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火技术领域，尤其是涉及一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法。
背景技术
炼钢技术的飞速发展，随着低碳钢、超低碳钢等钢种比例的增加，对炼钢用耐材的低碳、无碳化要求也越来越高。在炼钢行业中，钢包作为盛水的容器，同时承担着钢水的精炼处理等工艺过程，使用条件恶劣。特别是大型钢包的包底部位，不仅要受高温钢水的反复剧烈冲击，还有精炼过程的搅拌和熔渣的侵蚀作用，这就要求包底耐材具有良好的抗冲击性能、耐渣侵蚀请和高的热震稳定性。但是，随着碳含量的降低，其热震稳定性以及抗渣侵蚀性能就会收到很大的影响，如何提高低碳制品的热震稳定性和抗渣侵蚀性成为了亟待解决的问题。
目前，国内的钢包含碳包底砖以镁铝碳质、铝镁碳质和镁碳质为主，原料常以电熔镁砂、刚玉和特技矾土、石墨等为主要原料，以酚醛树脂作为结合剂，用大吨位压力及压制成型。例如专利CN107805058A公开了一种钢包用刚玉质包底砖及其制备方法，采用板状刚玉、白刚玉、电熔镁砂、鳞片石墨、尖晶石微粉、氧化铝微粉、碳化硅细粉等材料做原料，制备钢包砖，以提高其热震稳定性，但是因板状刚玉、白刚玉、电熔镁砂等原料需要高温烧成获得，对环境造成极大的污染，且原料成本高。
因此，针对上述问题本发明急需提供一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，通过高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖的设计以解决现有技术中存在的用板状刚玉、白刚玉、电熔镁砂、鳞片石墨、尖晶石微粉、氧化铝微粉、碳化硅细粉等材料做原料，制备钢包砖，以提高其热震稳定性，但是因板状刚玉、白刚玉、电熔镁砂等原料需要高温烧成获得，对环境造成极大的污染，且原料成本高的技术问题。
本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，按照重量份数计，包括刚玉尖晶石碳再生料1-90份、刚玉颗粒1-50份、电熔镁砂1-40份、刚玉除尘粉1-40份、活性α-氧化铝微粉1-8份、尖晶石-铝酸钙复相材料1-10份、金属铝粉0.1-3份、纳米炭黑0.1-5份、结合剂1-8份。
优选地，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖、镁尖晶石碳砖中的一种或几种。
优选地，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖；刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖的重量比为1:（1-2）:1；
刚玉尖晶石碳砖的化学成分为：Al2O3≥78％、MgO≥12％、CaO≤0.8％、SiO2≤1.8％、Fe2O3≤1.0％和C≥4.0％，余量为不可避免的杂质；刚玉碳砖的化学成分为：Al2O3≥85％、MgO≤8％、CaO≤0.8％、SiO2≤1.8％、Fe2O3≤1.0％和C≥4.0％，余量为不可避免的杂质；镁尖晶石碳砖的化学成分为：Al2O3≥15％、MgO≥65％、CaO≤1.5％、SiO2≤1.8％、Fe2O3≤1.0％和C≥4.0％，余量为不可避免的杂质。
优选地，刚玉除尘粉为板状刚玉除尘粉、电熔白刚玉除尘粉和电熔棕刚玉除尘粉中至少一种。
优选地，刚玉除尘粉为电熔白刚玉除尘粉，电熔白刚玉除尘粉的粒度≤0.088mm，Al2O3的含量≥98％且Fe2O3的含量≤0.4％，K2O和Na2O的含量之和≤1.0％。
优选地，电熔镁砂中MgO的含量≥96％，CaO的含量≤1.80％，Fe2O3的含量≤0.80％，SiO2的含量≤1.40％。
优选地，活性α-氧化铝微粉的粒径为0-3μm；活性α-氧化铝微粉中Al2O3的含量≥99.0％，SiO2的含量≤0.1％，Fe2O3的含量≤0.08％，Na2O与K2O的总含量≤0.3％。
优选地，尖晶石-铝酸钙复相材料的粒径为0.074-1mm，尖晶石-铝酸钙复相材料中Al2O3的含量≥68％，MgO的含量≥18％，CaO的含量≥8％。
优选地，金属铝粉的粒级为0.074-0mm；金属铝粉中Al的含量≥99％，Fe的含量≤0.2％，Si的含量≤0.2％，Cu的含量≤0.1％。
本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖的制备方法，
去除刚玉尖晶石碳再生料表面的钢渣，破碎刚玉尖晶石碳再生料至粒径≤30mm的块料，对破碎刚玉尖晶石碳再生料进行磁选，磁选后，粉碎和筛分，获得多种粒径的刚玉尖晶石碳再生料；
将刚玉除尘粉、活性α-氧化铝微粉、金属铝粉、纳米炭黑混合，获得共磨粉混合料；
将多种粒径的刚玉尖晶石碳再生料、刚玉颗粒、电熔镁砂颗粒和尖晶石-铝酸钙复相材料混合，获得颗粒混合料；
向颗粒混合料中加入结合剂和共磨粉混合料，压制成型，获得砖胚；
将砖坯于180-220℃烘烤时间为15-20小时，得到新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖。
本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法与现有技术相比具有以下进步：
1、本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法，选用了刚玉尖晶石碳再生料，原料中无需再加入石墨等碳源，利用刚玉尖晶石碳再生料中本身含有的碳作为碳源，降低了原料成本；刚玉尖晶石碳再生料已经进行过轮碾整形，石墨状碳已经对颗粒形成了有效包裹，在成型过程中颗粒间的摩擦力会减小，会更容易实现紧密堆积，从而提高产品的体积密度，提高了材料的抗冲击性和抗侵蚀性。
2、本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法，通过刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖、镁尖晶石碳砖的复配，保证含碳量，从而获得高性能的高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖。
3、本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，原料中的尖晶石-铝酸钙复相材料为多孔结构，一方面可吸附钢渣中的SiO2，吸附的SiO2与铝酸钙反应可生产高粘度的液相，在砖体表面形成一层保护层，从而提高产品的抗渣侵蚀性；另一方面尖晶石-铝酸钙复相材料颗粒有一定的塑性，使用过程中能够缓减基质内的热应力，提高低碳铝镁尖晶石碳砖的热震稳定性。
4、本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，原料中的纳米炭黑有利于促进材料的致密化和有效发挥纳米炭黑粒子对热应力的吸收作用，降低热冲击对材料结构的破坏；纳米炭黑经1000和1200℃热处理后，可生成大量的柱状、纤维状或晶须状的碳化物，形成相互交错的网络结构，从而提高了材料的热震稳定性和抗侵蚀性。
5、本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，玉除尘粉中的K2O和Na2O含量较普通白刚玉为高，在高温下基质中会产生少量液相，缓解高温下砖体内部产生的热应力，从而提高了产品热震稳定性。
6、本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，获得的低碳铝镁尖晶石碳砖，不仅性能优于现有产品，而且可以降低产品的成本，消耗工业废料，降低能耗，保护环境，提高产品的竞争力。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明还提供了一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，按照重量份数计，包括刚玉尖晶石碳再生料1-90份、刚玉颗粒1-50份、电熔镁砂1-40份、刚玉除尘粉1-40份、活性α-氧化铝微粉1-8份、尖晶石-铝酸钙复相材料1-10份、金属铝粉0.1-3份、纳米炭黑0.1-5份、结合剂1-8份。
具体地，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖、镁尖晶石碳砖中的一种或几种。
具体地，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖；刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖的重量比为1:（1-2）:1；
刚玉尖晶石碳砖的化学成分为：Al2O3≥78％、MgO≥12％、CaO≤0.8％、SiO2≤1.8％、Fe2O3≤1.0％和C≥4.0％，余量为不可避免的杂质；刚玉碳砖的化学成分为：Al2O3≥85％、MgO≤8％、CaO≤0.8％、SiO2≤1.8％、Fe2O3≤1.0％和C≥4.0％，余量为不可避免的杂质；镁尖晶石碳砖的化学成分为：Al2O3≥15％、MgO≥65％、CaO≤1.5％、SiO2≤1.8％、Fe2O3≤1.0％和C≥4.0％，余量为不可避免的杂质。
本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法，通过刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖、镁尖晶石碳砖的复配，镁铝尖晶石的膨胀系数低于刚玉和方镁石，刚玉尖晶石碳砖和镁尖晶石碳砖中反应生成的镁铝尖晶石相包裹了刚玉颗粒和镁砂颗粒，使得刚玉相和方镁石相的热膨胀受到限制，抵消了刚玉和镁砂高温下膨胀的热应力。同时由于石墨具有非常好的抗热震性能，刚玉尖晶石碳再生料中石墨状碳源对颗粒形成有效包裹，在成品中形成均匀分布的碳网结构，吸收了颗粒高温下产生的热应力，保证含碳量，从而获得高性能的高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖。
具体地，刚玉除尘粉为板状刚玉除尘粉、电熔白刚玉除尘粉和电熔棕刚玉除尘粉中至少一种。
具体地，刚玉除尘粉为电熔白刚玉除尘粉，电熔白刚玉除尘粉的粒度≤0.088mm，Al2O3的含量≥98％且Fe2O3的含量≤0.4％，K2O和Na2O的含量之和≤1.0％。
具体地，电熔镁砂中MgO的含量≥96％，CaO的含量≤1.80％，Fe2O3的含量≤0.80％，SiO2的含量≤1.40％。
具体地，活性α-氧化铝微粉的粒径为0-3μm；活性α-氧化铝微粉中Al2O3的含量≥99.0％，SiO2的含量≤0.1％，Fe2O3的含量≤0.08％，Na2O与K2O的总含量≤0.3％。
具体地，尖晶石-铝酸钙复相材料的粒径为0.074-1mm，尖晶石-铝酸钙复相材料中Al2O3的含量≥68％，MgO的含量≥18％，CaO的含量≥8％。
具体地，金属铝粉的粒级为0.074-0mm；金属铝粉中Al的含量≥99％，Fe的含量≤0.2％，Si的含量≤0.2％，Cu的含量≤0.1％。
本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖的制备方法，
S1)去除刚玉尖晶石碳再生料表面的钢渣，破碎刚玉尖晶石碳再生料至粒径≤30mm的块料，对破碎刚玉尖晶石碳再生料进行磁选，磁选后，粉碎和筛分，获得多种粒径的刚玉尖晶石碳再生料；
S2)将刚玉除尘粉、活性α-氧化铝微粉、金属铝粉、纳米炭黑混合，获得共磨粉混合料；
S3)将多种粒径的刚玉尖晶石碳再生料、刚玉颗粒、电熔镁砂颗粒和尖晶石-铝酸钙复相材料混合，获得颗粒混合料；
S4)向颗粒混合料中加入结合剂和共磨粉混合料，压制成型，获得砖胚；
S5)将砖坯于180-220℃烘烤时间为15-20小时，得到新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖。
本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖及其制备方法，选用了刚玉尖晶石碳再生料，原料中无需再加入石墨等碳源，利用刚玉尖晶石碳再生料中本身含有的碳作为碳源，降低了原料成本；刚玉尖晶石碳再生料已经进行过轮碾整形，石墨状碳已经对颗粒形成了有效包裹，在成型过程中颗粒间的摩擦力会减小，会更容易实现紧密堆积，从而提高产品的体积密度，提高了材料的抗冲击性和抗侵蚀性。
本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，原料中的尖晶石-铝酸钙复相材料为多孔结构，一方面可吸附钢渣中的SiO2，吸附的SiO2与铝酸钙反应可生产高粘度的液相，在砖体表面形成一层保护层，从而提高产品的抗渣侵蚀性；另一方面尖晶石-铝酸钙复相材料颗粒有一定的塑性，使用过程中能够缓减基质内的热应力，提高低碳铝镁尖晶石碳砖的热震稳定性。
本发明提供的一种新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，原料中的纳米炭黑有利于促进材料的致密化和有效发挥纳米炭黑粒子对热应力的吸收作用，降低热冲击对材料结构的破坏；纳米炭黑经1000和1200℃热处理后，可生成大量的柱状、纤维状或晶须状的碳化物，形成相互交错的网络结构，从而提高了材料的热震稳定性和抗侵蚀性。
本发明玉除尘粉中的K2O和Na2O含量较普通白刚玉为高，在高温下基质中会产生少量液相，缓解高温下砖体内部产生的热应力，从而提高了产品热震稳定性。
本发明获得的低碳铝镁尖晶石碳砖，不仅性能优于现有产品，而且可以降低产品的成本，消耗工业废料，降低能耗，保护环境，提高产品的竞争力。
实施例一
样品1的制备：
按照重量份数计，包括刚玉尖晶石碳再生料15份、刚玉颗粒35份、电熔镁砂20份、刚玉除尘粉22份、活性α-氧化铝微粉2.5份、尖晶石-铝酸钙复相材料3份、金属铝粉0.5份、纳米炭黑2份、结合剂为酚醛树脂，酚醛树脂2.7份。
其中，粒级为3-5mm的刚玉尖晶石碳再生料5份，粒级为1-3mm的刚玉尖晶石碳再生料5份，粒级为0-1mm的刚玉尖晶石碳再生料5份；
粒级为3-5mm的刚玉颗粒15份，粒级为1-3mm的刚玉颗粒15份，粒级为0.074-1mm的刚玉颗粒5份；
粒级为3-5mm的电熔镁砂5份，粒级为1-3mm的电熔镁砂5份，粒级为0.074-1mm的电熔镁砂5份，粒级为0-0.074mm的电熔镁砂5份；
其中，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖；刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖的重量比为1:2:1；
按照重量份数，将刚玉除尘粉、活性α-氧化铝微粉、金属铝粉、纳米炭黑混合，在锥混机锥混，获得共磨粉混合料；
按照重量份数，将刚玉尖晶石碳再生料、刚玉颗粒、电熔镁砂颗粒和尖晶石-铝酸钙复相材料干混0.5-2min,获得颗粒混合料；
向颗粒混合料中加入酚醛树脂，加入酚醛树脂的时间为1-2min,加入共磨粉混合料，混料15-20min,检验合格后，出料，压制成型，获得砖胚；
将砖坯于180-220℃烘烤时间为20小时，得到新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖（样品1）。
对照样品1的制备：
粒级为5-3mm的电熔白刚玉20份；粒级为3-1mm的电熔白刚玉20份；粒级为1-0.074mm的电熔白刚玉10份；粒级为0.074-0mm的电熔白刚玉23份；粒级为5-3mm的电熔镁砂5份；粒级为3-1mm的电熔镁砂5份；粒级为1-0.074mm的电熔镁砂6份；粒级为0.074-0mm的电熔镁砂5份；尖晶石-铝酸钙复相材料1份，活性α-氧化铝微粉2份，金属铝粉1份，纳米炭黑2份，酚醛树脂结合剂2.8份；制备过程同样品1，获得低碳铝镁尖晶石碳砖（对照样品1）。
对样品1和对照样品1的理化性能和抗热震性能进行测试，抗热震性能依照检测标准：GB/T 30873-2014，水急冷法；测试结果如下表1。
实施例二
样品2的制备：
按照重量份数计，包括刚玉尖晶石碳再生料27份、刚玉颗粒24份、电熔镁砂20份、刚玉除尘粉21份、活性α-氧化铝微粉3份、尖晶石-铝酸钙复相材料2.5份、金属铝粉1份、纳米炭黑1.5份、结合剂为酚醛树脂，酚醛树脂2.8份。
其中，粒级为3-5mm的刚玉尖晶石碳再生料10份，粒级为1-3mm的刚玉尖晶石碳再生料10份，粒级为0-1mm的刚玉尖晶石碳再生料7份；
粒级为3-5mm的刚玉颗粒10份，粒级为1-3mm的刚玉颗粒10份，粒级为0.074-1mm的刚玉颗粒4份；
粒级为3-5mm的电熔镁砂5份，粒级为1-3mm的电熔镁砂5份，粒级为0.074-1mm的电熔镁砂5份，粒级为0-0.074mm的电熔镁砂5份；
其中，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖；刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖的重量比为1:2:1；
按照重量份数，将刚玉除尘粉、活性α-氧化铝微粉、金属铝粉、纳米炭黑混合，在锥混机锥混，获得共磨粉混合料；
按照重量份数，将刚玉尖晶石碳再生料、刚玉颗粒、电熔镁砂颗粒和尖晶石-铝酸钙复相材料干混0.5-2min,获得颗粒混合料；
向颗粒混合料中加入酚醛树脂，加入酚醛树脂的时间为1-2min,加入共磨粉混合料，混料15-20min,检验合格后，出料，压制成型，获得砖胚；
将砖坯于180-220℃烘烤时间为20小时，得到新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖（样品2）。
对样品2的理化性能和抗热震性能进行测试，抗热震性能依照检测标准：GB/T30873-2014，水急冷法；测试结果如下表1。
实施例三
样品3的制备：
按照重量份数计，包括刚玉尖晶石碳再生料40份、刚玉颗粒17.5份、电熔镁砂13.5份、刚玉除尘粉21份、活性α-氧化铝微粉3份、尖晶石-铝酸钙复相材料2.5份、金属铝粉1份、纳米炭黑1.5份、结合剂为酚醛树脂，酚醛树脂2.9份。
其中，粒级为3-5mm的刚玉尖晶石碳再生料15份，粒级为1-3mm的刚玉尖晶石碳再生料15份，粒级为0-1mm的刚玉尖晶石碳再生料10份；
粒级为3-5mm的刚玉颗粒10份，粒级为1-3mm的刚玉颗粒5份，粒级为0.074-1mm的刚玉颗粒2.5份；
粒级为1-3mm的电熔镁砂3.5份，粒级为0.074-1mm的电熔镁砂5份，粒级为0-0.074mm的电熔镁砂5份；
其中，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖；刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖的重量比为1:2:1；
按照重量份数，将刚玉除尘粉、活性α-氧化铝微粉、金属铝粉、纳米炭黑混合，在锥混机锥混，获得共磨粉混合料；
按照重量份数，将刚玉尖晶石碳再生料、刚玉颗粒、电熔镁砂颗粒和尖晶石-铝酸钙复相材料干混0.5-2min,获得颗粒混合料；
向颗粒混合料中加入酚醛树脂，加入酚醛树脂的时间为1-2min,加入共磨粉混合料，混料15-20min,检验合格后，出料，压制成型，获得砖胚；
将砖坯于180-220℃烘烤时间为20小时，得到新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖（样品3）。
对样品3的理化性能和抗热震性能进行测试，抗热震性能依照检测标准：GB/T30873-2014，水急冷法；测试结果如下表1。
实施例四
样品4的制备：
按照重量份数计，包括刚玉尖晶石碳再生料50份、刚玉颗粒12.5份、电熔镁砂8.5份、刚玉除尘粉21份、活性α-氧化铝微粉4份、尖晶石-铝酸钙复相材料2份、金属铝粉1份、纳米炭黑1.5份、结合剂为酚醛树脂，酚醛树脂2.9份。
其中，粒级为3-5mm的刚玉尖晶石碳再生料20份，粒级为1-3mm的刚玉尖晶石碳再生料20份，粒级为0-1mm的刚玉尖晶石碳再生料10份；
粒级为3-5mm的刚玉颗粒5份，粒级为1-3mm的刚玉颗粒5份，粒级为0.074-1mm的刚玉颗粒2.5份；
粒级为0.074-1mm的电熔镁砂3.5份，粒级为0-0.074mm的电熔镁砂5份；
其中，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖；刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖的重量比为1:2:1；
按照重量份数，将刚玉除尘粉、活性α-氧化铝微粉、金属铝粉、纳米炭黑混合，在锥混机锥混，获得共磨粉混合料；
按照重量份数，将刚玉尖晶石碳再生料、刚玉颗粒、电熔镁砂颗粒和尖晶石-铝酸钙复相材料干混0.5-2min,获得颗粒混合料；
向颗粒混合料中加入酚醛树脂，加入酚醛树脂的时间为1-2min,加入共磨粉混合料，混料15-20min,检验合格后，出料，压制成型，获得砖胚；
将砖坯于180-220℃烘烤时间为20小时，得到新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖（样品4）。
对样品4的理化性能和抗热震性能进行测试，抗热震性能依照检测标准：GB/T30873-2014，水急冷法；测试结果如下表1。
实施例五
样品5的制备：
按照重量份数计，包括刚玉尖晶石碳再生料60份、刚玉颗粒5份、电熔镁砂5份、刚玉除尘粉21份、活性α-氧化铝微粉5份、尖晶石-铝酸钙复相材料2份、金属铝粉1份、纳米炭黑0.5份、结合剂为酚醛树脂，酚醛树脂3份。
其中，粒级为3-5mm的刚玉尖晶石碳再生料20份，粒级为1-3mm的刚玉尖晶石碳再生料25份，粒级为0-1mm的刚玉尖晶石碳再生料15份；
粒级为3-5mm的刚玉颗粒5份；
粒级为0-0.074mm的电熔镁砂5份；
其中，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖；刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖的重量比为1:2:1；
按照重量份数，将刚玉除尘粉、活性α-氧化铝微粉、金属铝粉、纳米炭黑混合，在锥混机锥混，获得共磨粉混合料；
按照重量份数，将刚玉尖晶石碳再生料、刚玉颗粒、电熔镁砂颗粒和尖晶石-铝酸钙复相材料干混0.5-2min,获得颗粒混合料；
向颗粒混合料中加入酚醛树脂，加入酚醛树脂的时间为1-2min,加入共磨粉混合料，混料15-20min,检验合格后，出料，压制成型，获得砖胚；
将砖坯于180-220℃烘烤时间为20小时，得到新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖（样品5）。
对样品5的理化性能和抗热震性能进行测试，抗热震性能依照检测标准：GB/T30873-2014，水急冷法；测试结果如下表1。
实施例六
样品6的制备：
按照重量份数计，包括刚玉尖晶石碳再生料70份、电熔镁砂5份、刚玉除尘粉16.5份、活性α-氧化铝微粉5份、尖晶石-铝酸钙复相材料1.5份、金属铝粉1.5份、纳米炭黑0.5份、结合剂为酚醛树脂，酚醛树脂3.1份。
其中，粒级为3-5mm的刚玉尖晶石碳再生料25份，粒级为1-3mm的刚玉尖晶石碳再生料30份，粒级为0-1mm的刚玉尖晶石碳再生料15份；
粒级为0-0.074mm的电熔镁砂5份；
其中，刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖；刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖的重量比为1:2:1；
按照重量份数，将刚玉除尘粉、活性α-氧化铝微粉、金属铝粉、纳米炭黑混合，在锥混机锥混，获得共磨粉混合料；
按照重量份数，将刚玉尖晶石碳再生料、刚玉颗粒、电熔镁砂颗粒和尖晶石-铝酸钙复相材料干混0.5-2min,获得颗粒混合料；
向颗粒混合料中加入酚醛树脂，加入酚醛树脂的时间为1-2min,加入共磨粉混合料，混料15-20min,检验合格后，出料，压制成型，获得砖胚；
将砖坯于180-220℃烘烤时间为20小时，得到新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖（样品6）。
对样品6的理化性能和抗热震性能进行测试，抗热震性能依照检测标准：GB/T30873-2014，水急冷法；测试结果如下表1。
由实施例一至实施例六的测试结果可以看出，样品1至样品6与比对比例1相比，具有更高的高温抗折强度和高的抗热震性能。其中，实施例3为优选方案，其产品的高温抗折强度和抗热震性能综合性能比其他实施例更好。
Figure 856331DEST_PATH_IMAGE001
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，其特征在于：按照重量份数计，包括刚玉尖晶石碳再生料1-90份、刚玉颗粒1-50份、电熔镁砂1-40份、刚玉除尘粉1-40份、活性α-氧化铝微粉1-8份、尖晶石-铝酸钙复相材料1-10份、金属铝粉0.1-3份、纳米炭黑0.1-5份、结合剂1-8份；
刚玉尖晶石碳再生料为刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖；刚玉尖晶石碳砖、刚玉碳砖和镁尖晶石碳砖的重量比为1:（1-2）:1；
刚玉尖晶石碳砖的化学成分为：Al2O3≥78％、MgO≥12％、CaO≤0.8％、SiO2≤1.8％、Fe2O3≤1.0％和C≥4.0％，余量为不可避免的杂质；刚玉碳砖的化学成分为：Al2O3≥85％、MgO≤8％、CaO≤0.8％、SiO2≤1.8％、Fe2O3≤1.0％和C≥4.0％，余量为不可避免的杂质；镁尖晶石碳砖的化学成分为：Al2O3≥15％、MgO≥65％、CaO≤1.5％、SiO2≤1.8％、Fe2O3≤1.0％和C≥4.0％，余量为不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，其特征在于：刚玉除尘粉为板状刚玉除尘粉、电熔白刚玉除尘粉和电熔棕刚玉除尘粉中至少一种。
3.根据权利要求2所述的高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，其特征在于：刚玉除尘粉为电熔白刚玉除尘粉，电熔白刚玉除尘粉的粒度≤0.088mm，Al2O3的含量≥98％且Fe2O3的含量≤0.4％，K2O和Na2O的含量之和≤1.0％。
4.根据权利要求3所述的高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，其特征在于：电熔镁砂中MgO的含量≥96％，CaO的含量≤1.80％，Fe2O3的含量≤0.80％，SiO2的含量≤1.40％。
5.根据权利要求4所述的高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，其特征在于：活性α-氧化铝微粉的粒径为0-3μm；活性α-氧化铝微粉中Al2O3的含量≥99.0％，SiO2的含量≤0.1％，Fe2O3的含量≤0.08％，Na2O与K2O的总含量≤0.3％。
6.根据权利要求5所述的新型高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，其特征在于：尖晶石-铝酸钙复相材料的粒径为0.074-1mm，尖晶石-铝酸钙复相材料中Al2O3的含量≥68％，MgO的含量≥18％，CaO的含量≥8％。
7.根据权利要求6所述的高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖，其特征在于：金属铝粉的粒径为0.074-0mm；金属铝粉中Al的含量≥99％，Fe的含量≤0.2％，Si的含量≤0.2％，Cu的含量≤0.1％。
8.一种基于如权利要求1-7中任一项所述的高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖的制备方法，其特征在于：
去除刚玉尖晶石碳再生料表面的钢渣，破碎刚玉尖晶石碳再生料至粒径≤30mm的块料，对破碎刚玉尖晶石碳再生料进行磁选，磁选后，粉碎和筛分，获得多种粒径的刚玉尖晶石碳再生料；
将刚玉除尘粉、活性α-氧化铝微粉、金属铝粉、纳米炭黑混合，获得共磨粉混合料；
将多种粒径的刚玉尖晶石碳再生料、刚玉颗粒、电熔镁砂颗粒和尖晶石-铝酸钙复相材料混合，获得颗粒混合料；
向颗粒混合料中加入结合剂和共磨粉混合料，压制成型，获得砖坯；
将砖坯于180-220℃烘烤时间为15-20小时，得到高抗热震性低碳铝镁尖晶石碳砖。
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CN114409384A (zh) * 2021-11-18 2022-04-29 河南竹林庆州耐火材料有限公司 一种采用矾土颗粒为原料制作无碳砖的制备方法
CN114180954B (zh) * 2022-02-15 2022-05-17 北京利尔高温材料股份有限公司 一种环保型低碳铝镁尖晶石砖及其制备方法
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CN116396086A (zh) * 2023-03-21 2023-07-07 河南竹林庆州耐火材料有限公司 一种环保型低碳铝镁尖晶石砖及其制备方法
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CN106145964B (zh) * 2015-03-23 2020-09-25 上海宝钢工业技术服务有限公司 用于大型钢包包底工作衬的干式捣打料
CN105565794B (zh) * 2015-12-16 2019-04-23 淄博市鲁中耐火材料有限公司 一种低导热镁铝尖晶石砖的制备方法
CN108863414B (zh) * 2018-08-14 2021-09-21 上海新泰山高温工程材料有限公司 一种高性能的镁碳砖及其制备方法

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