CN113968724A - 一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法 - Google Patents

一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法，属于耐火材料领域。该添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板的组成成分及重量百分比为：金属改性镁砂40％～55％，重质六铝酸钙10％～25％，30％～35％的共磨粉，总百分比为100％；外加酚醛树脂结合剂3.5％～4.5％。本发明引入金属改性镁砂作为颗粒骨料，减轻环境的危害，同时改善了产品性能，还降低了生产成本；金属改性镁砂主要在高温下生产原位镁铝尖晶石，使滑板具有良好的耐侵蚀性能、热震性能和耐高温性能。

Description

一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，更具体地说，涉及一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法。
背景技术
转炉挡渣滑动水口技术作为转炉出钢挡渣系统应用，具有提高合金回收率、减少钢中杂质、减少回磷、提高钢种洁净度等优点，现广泛用于在转炉冶炼。转炉挡渣滑动水口由内滑板、外滑板和外水口砖组成。使用时内滑板作为固定，外滑板通过油缸驱动来控制挡渣作业。转炉滑板是转炉出钢挡渣时所用滑动水口装置中最重要的核心部分，出钢过程中一直处于钢水的高压冲刷和高温侵蚀，此时要求转炉滑板具有良好的耐冲刷性和抗侵蚀性。目前国内转炉滑板主要是铝锆碳质或者镶嵌锆制品的形式，氧化锆、单斜锆的高温耐冲刷和抗侵蚀性能优越，普遍应用在转炉滑板的生产过程中。但是氧化锆、单斜锆的原料成本高，同时还需要1600℃以上的高温烧成，导致能源浪费大、环境污染大，不适应国家节能减排的环保方针。
经检索，专利公开号为CN108751948A，公开日为2018年11月6日，发明名称为一种含改性石墨中温预处理低碳镁质滑板砖及其制备方法，它的组成按重量百分比为：粒径为3～2mm的富镁铝镁尖晶石颗粒5～7％，粒径为2～1mm的电熔镁砂颗粒18～26％，粒径为1～0.5mm的电熔镁砂颗粒14～21％，粒径为0.5～0.045mm的电熔镁砂颗粒18～27％，粒径为0～0.045mm大结晶镁砂细粉10～14％，改性石墨3～6％，α-Al2O3微粉5％，炭黑1～3％，金属合金粉3～6％，复合抗氧化剂2～5％，总百分比为100％；外加酚醛树脂结合剂5～6％。该发明中，添加的富镁铝镁尖晶石以及高温原位反应生产的铝镁尖晶石进一步提高了产品的热震稳定性、高温强度、抗侵蚀冲刷性能，提高滑板砖使用寿命。专利公开号为CN104250099A，公开日为2014年12月31日，该发明公开了一种Al2O3-MgO质耐火浇注料及其制备方法，包括55～75wt％的刚玉颗粒、10～25wt％的刚玉细粉、5～25wt％的轻烧尖晶石细粉、0.8～5wt％的镁砂细粉、3～6wt％的铝酸钙水泥、1～4wt％的α-Al2O3微粉、0.2～2wt％的氧化硅微粉，外加耐火浇注料4.5～6wt％的水和0.1～1wt％的减水剂。郑清瑶等通过添加高纯镁砂，并以酚醛树脂为结合剂制备了金属铝–刚玉系复合材料，方镁石与刚玉在此条件下原位合成镁铝尖晶石相，并通过控制镁砂添加量得到不同非氧化物相【郑清瑶等，氮气保护下镁砂对Al–刚玉体系物相的影响，硅酸盐学报，2018：46(9)】。以上方案中，组分中的镁铝尖晶石部分或全部为外加粉末，物理混合时无法保证材料混合的均匀性。
此外，专利公开号为CN101417884A，公开日为2009年4月29日，发明名称为一种用纳米Al2O3薄膜包裹的碳-铝尖晶石耐火浇注料及其制备方法，首先是将水合氧化铝、碳粉和水的混合物进行涂覆加工处理，经高速冲击处理形成碳和氢氧化铝的复合溶胶悬浮液，并使氢氧化铝被强烈地吸附在碳的表面上，实现了用氢氧化铝涂覆碳粉的制作工艺，然后将这种复合溶胶悬浮液直接加入到混合料中，通过控制氢氧化铝溶胶向凝胶的转化过程来制备氧化铝凝胶涂层，从而形成了全覆盖、无裂纹、高强致密的氧化铝包裹层；在浇注料混合搅拌过程中，基质粉料中氧化镁粉和混合水发生水化反应，生成氢氧化镁溶胶，它与氢氧化铝溶胶悬浮液通过原位合成反应，形成了碳-铝镁尖晶石的纳米结构基质，制成了本发明的碳-铝尖晶石耐火浇注料。该发明利用氢氧化铝溶胶向凝胶的转化制备氧化铝凝胶涂层，利用氢氧化镁与氢氧化铝溶胶悬浮液原位生成尖晶石，其中该材料在浇注料中使用，其过程中有水参与反应，不适用本发明的体系。专利公开号为CN111960805A，公开日为2020年11月20日，一种抗热震镁质滑板砖及其生产方法，发明公开了一种抗热震镁质滑板砖，按重量百分比计，原料组成为：改性镁砂颗粒55％～70％，镁砂细粉30％～45％，纸浆废液3％～5％，利用氯化铝或硫酸铝的饱和溶液做结合剂制得α-Al2O3微粉包覆改性镁砂颗粒。该发明生产的抗热震镁质滑板，在镁砂颗粒周围生成低膨胀的尖晶石吸收镁砂颗粒的热膨胀，降低材料内部热应力，改善抗热震性；通过改性增加镁砂颗粒表面活性，促进烧结，强化颗粒与基质的结合，增加高温强度，从而提高镁质滑板使用寿命，降低烧成温度。其不足之处在于，该滑板砖是纯镁质滑板，其耐压强度低，使用寿命不高。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有利用Al2O3包覆电熔镁砂颗粒制得镁铝尖晶石分散性差的问题，本发明提供一种金属改性镁砂、低碳转炉镁质滑板及它们的制备方法，本发明所述添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板，通过加入金属改性镁砂，不仅降低了生产成本，同时使滑板具有良好的耐冲刷性、抗侵蚀性，提高使用寿命。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种金属改性镁砂，所述金属改性镁砂内层为电熔镁砂颗粒，外层为包覆层，所述包覆层包含金属铝粉，所述金属铝粉与电熔镁砂颗粒由结合剂A连接，所述结合剂A为无水乙醇。
其中，所述结合剂A为无水乙醇，结合力强，没有水参与，避免铝粉遇水反应，此外，镁砂不耐酸性，在微酸性的水溶液中不稳定。以无水乙醇作为结合剂A时，无水乙醇对电熔镁砂颗粒和金属铝粉进行润湿，在其表面形成具有黏结强度的覆盖层，无水乙醇中含有的羟基，一端与Al形成稳定的Al-O键，另一端与电熔镁砂颗粒中的MgO和SiO2结合，生成Mg-O键和Si-O键，增强金属铝粉和电熔镁砂颗粒之间的结合力，此外，无水乙醇的流动性好，有利于金属铝粉在电熔镁砂颗粒表面分散均匀。现有技术中利用饱和的氯化铝、硫酸铝、氢氧化铝溶液作为结合剂和铝源，通过饱和析出在镁砂表面形成Al粉的包覆层，但其能耗高，溶液消耗量大，不适合批量生产。
更进一步地，所述金属改性镁砂以电熔镁砂颗粒为主要原料，将金属铝粉均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面，经650℃处理，得到的金属改性镁砂包覆层包括Al2O3、镁铝尖晶石和金属铝粉。所述电熔镁砂颗粒和金属铝粉的质量比为85：15，其中该比例过小会有金属铝粉剩余，过大不能完全包覆镁砂颗粒。
用于上述金属改性镁砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、混料：按比例加入电熔镁砂颗粒和金属铝粉，加入结合剂A搅拌均匀，得到包裹均匀的电熔镁砂颗粒混合物；
步骤二、干燥：将步骤一所得的电熔镁砂颗粒混合物干燥，得到金属改性镁砂颗粒。
步骤三、筛分：将冷却后的金属改性电熔镁砂颗粒进行筛分，得到不同粒度的金属改性镁砂颗粒。
其中，步骤二中干燥温度为120℃，干燥时间为3-5h。
一种上述金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板，还包括重质六铝酸钙和的共磨粉，所述金属改性镁砂、重质六铝酸钙和共磨粉的质量比为(40～55)：(10～25)：(30～35)。
其中，所述共磨粉由12.5％～19.5％板状刚玉细粉、7％～10％α-Al2O3微粉、1.0％～2.5％炭黑、2％碳化硅细粉和2％～8％金属硅粉混合均匀制得。
更进一步地，还包括结合剂B，所述结合剂B为酚醛树脂结合剂，所述酚醛树脂结合剂的质量为金属改性镁砂、重质六铝酸钙和共磨粉的总质量的3.5％～4.5％。
更进一步地，所述金属改性镁砂的粒径为(2～1、1～0.5、0.5～0)mm，各粒径重量百分比为：粒径为2～1mm的金属改性镁砂20％～25％、粒径为1～0.5mm的金属改性镁砂10％～20％、粒径为0.5～0mm的金属改性镁砂10％～15％；所述金属改性镁砂的化学组分及含量为：MgO的含量为82.45％，Al的含量为14.85％，Fe2O3的含量为0.35％，SiO2的含量为0.12％。
更进一步地，所述重质六铝酸钙的粒径为(3～1、1～0)mm，各粒径重量百分比为：粒径为3～1mm的重质六铝酸钙5％～15％、粒径为1～0mm的重质六铝酸钙5％～10％；所述重质六铝酸钙的化学组分及含量为：Al2O3的含量为≥90％，CaO的含量为≤8％，Fe2O3的含量为≤0.3％，MgO的含量为≤0.6％，SiO2的含量为≤0.4％。
其中，六铝酸钙是一种热膨胀性较好的材料，其密度为3.79g/cm3，熔点为1875℃，热膨胀具有各向异性，所述重质六铝酸钙经过高温烧成，具有更好的稳定性，和Al2O3反应生成片状晶体结构，能够提高滑板的热稳定性和强度。
更进一步地，所述板状刚玉细分的粒径为0～2μm；所述的板状刚玉细分中：Al2O3的含量≥99.0％，SiO2的含量≤0.1％，Fe2O3的含量≤0.08％，Na2O+K2O的含量≤0.3％。
更进一步地，所述α-Al2O3微粉的粒径为0～2μm；所述α-Al2O3微粉中：Al2O3的含量≥99.0％，SiO2的含量≤0.1％，Fe2O3的含量≤0.08％，Na2O+K2O的含量≤0.3％。
本发明采用合理的粒度级配：大于1mm的颗粒多了会导致颗粒偏析，颗粒间没有足够的基质填充，使用过程中造成拉毛。大于1mm的颗粒少了会导致滑板强度较低，使用过程中造成滑板剥落。
更进一步地，所述炭黑中：固定碳含量≥99％，挥发分含量≤0.5％，灰分含量≤0.5％，水分含量≤0.5％。
更进一步地，所述碳化硅细粉中：SiC的含量≥94.5％，Fe2O3的含量≤0.4％，SiO2的含量≤0.6％，游离碳的含量≤0.5％，游离硅的含量≤0.6％。
更进一步地，所述金属硅粉中：Si的含量≥99.0％，Fe2O3的含量≤0.2％，SiO2的含量≤0.1％，游离硅的含量≤0.4％。
一种制备上述低碳转炉镁质滑板的方法，包括以下步骤：
S1、共磨粉制备：按重量百分比将板状刚玉细粉、α-Al2O3微粉、炭黑、碳化硅细粉、金属硅粉混合均匀制得共磨粉；
S2、颗粒料配料：按重量百分比将粒径为2～1mm的金属改性镁砂、粒径为1～0.5mm的金属改性镁砂、粒径为0.5～0mm的金属改性镁砂、粒径为3～1mm的重质六铝酸钙、粒径为1～0mm的重质六铝酸钙、均匀混合得到颗粒配料；
S3、混料：将颗粒骨料用湿碾机干混，然后匀速加入结合剂B，湿混一段时间后加入共磨粉，再进行碾压，得到混合泥料；其中，结合剂B在一分钟内加完；
其中，颗粒骨料在湿碾机进行混合，干混时间为1～2min，湿混时间为10-12min，碾压时间为40～45min。
S4、成型：将混合泥料压制成型，得到胚砖；实际制备过程中，可将混合泥料在1600t电动螺旋压砖机上压制成型。
S5、干燥：将胚砖置于干燥窑内干燥；其中，进窑初始温度为25℃，在此温度下干燥4h以上；将温度升高到80℃，在此温度下干燥10h以上；将温度升高到150～180℃之间，干燥12h以上；
S6、烧成：将干燥后的砖坯进行烧成，最高烧成温度为650℃，在此温度下保温时间为14小时；
S7、套壳：将钢壳扣于抹好火泥的滑板上，倒放到工装内，用倒压法使其符合组装尺寸；
S8、磨制：磨制至半成品滑板工作面平整度小于0.03mm，随后在220℃条件下烘干30min以上，将水分烘干；实际制备过程中，磨制可在MK74125数控立轴圆台平面磨床上进行；
S9、涂层、检验后包装得到成品。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明以电熔镁砂颗粒为主要原料，无水乙醇为结合剂A，将金属铝粉均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面，通过所引入的金属改性镁砂在高温下原位生成镁铝尖晶石，提高镁铝尖晶石的分散性，提高材料一致性，使用过程中的高温进一步促进镁铝尖晶石的生成，相较于现有技术中利用铝盐的饱和溶液，适用于大批量生产；
(2)本发明制得Al2O3/Al-镁铝尖晶石-镁砂颗粒的核壳结构，以电熔镁砂作为基底和镁源，中间层为镁铝尖晶石，提高材料耐冲刷性和抗侵蚀性，外层为未反应的金属铝粉，作为抗氧化剂，具有很好的耐冲刷性和耐侵蚀性，有效的提高了滑板的寿命；
(3)本发明所述滑板砖相较于添加单斜锆、氧化锆等材料的滑板砖，制备过程中不需进行高温烧成，不仅减低了原料成本，还大大的减少了对环境的污染；
(4)本发明通过合理的粒径级配使颗粒以密度堆积的形式配料，制得的材料致密性提高。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1和图2为添加金属改性镁砂滑板使用后的照片；
图3为铝锆碳滑板使用后的照片。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
转炉滑板出钢过程中长期处于钢水的高压冲刷和高温侵蚀，因此对其耐冲刷性和抗侵蚀性提出较高的要求。目前国内转炉滑板主要是铝锆碳材质，其高温耐冲刷和抗侵蚀性能优越，但针对特定的钢种，如帘线钢，钢水中钙含量大，铝锆碳中Al与Ca反应，易造成表面剥落严重，严重时引发安全事故，因此通过提高Mg含量缓解该问题，但Mg含量过多造成材料的物理性能下降，使用寿命缩短。因此，本发明通过生成结构更为稳定的镁铝尖晶石，在提高材料性能的前提下，保证使用寿命。
烧结生成的镁铝尖晶石呈须状结构，传统的技术中，制备镁铝尖晶石一般采用粉末一次混合烧结，该方法仅靠物理混合，难以实现混合均匀，颗粒难以进入镁铝尖晶石须状结构的间隙中，制备过程中易发生颗粒团聚，分布不均，导致制得的材料一致性差，影响材料性能。因此，本发明以电熔镁砂颗粒为主要原料，无水乙醇为结合剂A，将金属铝粉均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面，金属铝粉一部分经650℃处理后，在和镁砂的界面处原位生成镁铝尖晶石，制得的镁铝尖晶石分散性好，尺寸均匀、结合力强，提高材料的抗冲刷性能，且在与钢水接触过程中，1580-1650℃的使用温度进一步促进镁铝尖晶石的生成；一部分生成Al2O3，此外还有部分金属Al粉未反应，起到抗氧化的作用，在使用过程中，优先与O2生成致密的Al2O3薄膜，阻止材料进一步氧化，提高材料的抗侵蚀性。制得Al2O3/Al-镁铝尖晶石-镁砂颗粒的核壳结构，以电熔镁砂作为基底和镁源，中间层为镁铝尖晶石，提高材料耐冲刷性和抗侵蚀性，外层为Al2O3薄膜和未反应的金属铝粉，金属铝粉作为抗氧化剂，在使用过程中，表面的Al2O3受到冲刷剥落，金属Al粉作为补充形成新的Al2O3薄膜，在提高材料性能的同时，保证使用寿命。相较于利用氯化铝或硫酸铝的饱和溶液做结合剂制得α-Al2O3微粉包覆改性镁砂颗粒，如中国专利CN111960805A，本发明采用无水乙醇作为溶剂，避免水的引入导致金属铝粉遇水反应。
本发明利用重质六铝酸钙有较高的熔点，热膨胀具有各向异性，提高滑板的热稳定性和强度。
此外，为进一步提高材料的耐冲刷性、抗侵蚀性，本发明通过合理的粒径级配使颗粒以密度堆积的形式配料，制得的材料致密性提高。
实施例1
一种添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板，其组成成分及重量百分比为：金属改性镁砂50％，重质六铝酸钙20％，30％的共磨粉，总百分比为100％；外加酚醛树脂结合剂3.5％。其中所述的共磨粉由18.0％板状刚玉细粉、7％α-Al2O3微粉、1.0％炭黑、2％碳化硅细粉、2％金属硅粉混合均匀制得。
一种金属改性镁砂，内层为镁砂颗粒，外层为包覆层，所述包覆层包含金属铝粉、Al2O3和镁铝尖晶石，所述金属改性镁砂以电熔镁砂颗粒为主要原料，将金属铝粉均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面，经650℃处理而得。
所述电熔镁砂颗粒和金属铝粉的质量比为85：15。
上述金属改性镁砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、混合：按比例加入85％质量分数的电熔镁砂颗粒和15％质量分数的金属铝粉，加入无水乙醇搅拌均匀，得到包裹均匀的电熔镁砂颗粒混合物；
步骤二、干燥：将步骤一所得的电熔镁砂颗粒混合物在120℃干燥3-5h，得到金属改性镁砂颗粒；
步骤三、筛分：将冷却后的金属改性电熔镁砂颗粒进行筛分，得到不同粒度的金属改性镁砂颗粒。
所述金属改性镁砂的粒径为(2～1、1～0.5、0.5～0)mm，各粒径重量百分比为：粒径为2～1mm的金属改性镁砂20％、粒径为1～0.5mm的金属改性镁砂15％、粒径为0.5～0mm的金属改性镁砂15％；所述的金属改性镁砂的化学组分及含量为：MgO的含量为82.45％，Al的含量为14.85％，Fe2O3的含量为0.35％，SiO2的含量为0.12％。
所述的重质六铝酸钙的粒径为(3～1、1～0)mm，各粒径重量百分比为：粒径为3～1mm的重质六铝酸钙10％、粒径为1～0mm的重质六铝酸钙10％；所述的重质六铝酸钙的化学组分及含量为：Al2O3的含量为≥90％，CaO的含量为≤8％，Fe2O3的含量为≤0.3％，MgO的含量为≤0.6％，SiO2的含量为≤0.4％。
所述板状刚玉细分的粒径为0～2μm；所述的板状刚玉细分中：Al2O3的含量≥99.0％，SiO2的含量≤0.1％，Fe2O3的含量≤0.08％，Na2O+K2O的含量≤0.3％。
所述α-Al2O3微粉的粒径为0～2μm；所述α-Al2O3微粉中：Al2O3的含量≥99.0％，SiO2的含量≤0.1％，Fe2O3的含量≤0.08％，Na2O+K2O的含量≤0.3％。
所述炭黑中：固定碳含量≥99％，挥发分含量≤0.5％，灰分含量≤0.5％，水分含量≤0.5％。
所述碳化硅细粉中：SiC的含量≥94.5％，Fe2O3的含量≤0.4％，SiO2的含量≤0.6％，游离碳的含量≤0.5％，游离硅的含量≤0.6％。
所述金属硅粉中：Si的含量≥99.0％，Fe2O3的含量≤0.2％，SiO2的含量≤0.1％，游离硅的含量≤0.4％。
上述的添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一：共磨粉制备：按重量百分比将板状刚玉细粉、α-Al2O3微粉、炭黑、碳化硅细粉、金属硅粉混合均匀制得共磨粉；
步骤二：颗粒料配料：按重量百分比将粒径为2～1mm的金属改性镁砂、粒径为1～0.5mm的金属改性镁砂、粒径为0.5～0mm的金属改性镁砂、粒径为3～1mm的重质六铝酸钙、粒径为1～0mm的重质六铝酸钙、均匀混合得到颗粒配料；
步骤三：混料：将颗粒骨料用湿碾机干混1～2分钟，然后匀速加入酚醛树脂结合剂，湿混10-12分钟后加入共磨粉，碾压40～45分钟后得到混合泥料；
步骤四：成型：将混合泥料在1600t电动螺旋压砖机上压制成型，得到胚砖；
步骤五：干燥：将胚砖置于干燥窑内干燥，进窑初始温度为25℃，在此温度下干燥4小时以上；将温度升高到80℃，在此温度下干燥10小时以上；将温度升高到150～180℃之间，干燥12小时以上；
步骤六：烧成：将干燥后的砖坯置于隧道窑内进行烧成，最高烧成温度为650℃，在此温度下保温时间为14小时；
步骤七：套壳：将钢壳扣于抹好火泥的滑板上，倒放到工装内，用倒压法使其符合组装尺寸；
步骤八：磨制：在MK74125数控立轴圆台平面磨床上磨制，半成品滑板工作面平整度小于0.03mm，随后在220℃条件下烘干30分钟以上，将水分烘干；
步骤九：涂层、检验后包装即可得到成品。
实施例2
本实施例添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板，其组成成分及重量百分比按照表1所示的配方，制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板，其组成成分及重量百分比按照表1所示的配方，制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板，其组成成分及重量百分比按照表1所示的配方，制备方法同实施例1。
表1本发明各实施例所采用配料的粒型及百分比
Figure BDA0003327676200000081
Figure BDA0003327676200000091
将上述实施例制备得到添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板。
表2为上述实施例1～4所得添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板与现有的铝锆碳质滑板的理化性能及平均使用寿命参数
Figure BDA0003327676200000092
从表2中可以得知，本发明添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板在大型转炉上试用，试验结束后对添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板与现有铝锆碳质滑板进行了侵蚀、裂纹、板面情况等分析，使用寿命13～14次/套，铸孔扩径：平均侵蚀15.5mm。通过与现有产品对比测量分析，本发明添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板的平均侵蚀速率与现有铝锆碳质滑板的侵蚀速率相当。下线滑板的裂纹情况良好，仅存在铸孔放射性微细裂纹，板面光滑，同时未出现异常拉毛情况或者板面剥落的现象，对比铝锆碳质滑板后期易出现板面剥落的情况有明显改善。因此本发明添加金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板具有优良的耐侵蚀性能、热震性能和耐高温性能。

Claims (10)

1.一种金属改性镁砂，其特征在于，所述金属改性镁砂内层为电熔镁砂颗粒，外层为包覆层，所述包覆层包含金属铝粉，所述金属铝粉与电熔镁砂颗粒由结合剂A连接，所述结合剂A为无水乙醇。
2.根据权利要求1所述一种金属改性镁砂，其特征在于，所述电熔镁砂颗粒和金属铝粉的质量比为85：15。
3.一种制备权利要求1-2任一项所述金属改性镁砂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、混合：按比例加入电熔镁砂颗粒和金属铝粉，加入结合剂A搅拌均匀，得到包裹均匀的电熔镁砂颗粒混合物；
步骤二、干燥：将步骤一所得的电熔镁砂颗粒混合物干燥，得到金属改性镁砂颗粒；
步骤三、筛分：将冷却后的金属改性电熔镁砂颗粒进行筛分，得到不同粒度的金属改性镁砂颗粒。
4.根据权利要求3所述一种金属改性镁砂的制备方法，其特征在于，步骤二中干燥温度为120℃，干燥时间为3-5h。
5.一种包含权利要求1-4任一项所述金属改性镁砂的低碳转炉镁质滑板，其特征在于，还包括重质六铝酸钙和共磨粉，所述金属改性镁砂、重质六铝酸钙和共磨粉的质量比为(40～55)：(10～25)：(30～35)。
6.根据权利要求5所述一种低碳转炉镁质滑板，其特征在于，所述金属改性镁砂的粒径为(2～1、1～0.5、0.5～0)mm，各粒径重量百分比为：粒径为2～1mm的金属改性镁砂20％～25％、粒径为1～0.5mm的金属改性镁砂10％～20％、粒径为0.5～0mm的金属改性镁砂10％～15％；所述的金属改性镁砂的化学组分及含量为：MgO的含量为82.45％，Al的含量为14.85％，Fe2O3的含量为0.35％，SiO2的含量为0.12％。
7.根据权利要求5所述一种低碳转炉镁质滑板，其特征在于，所述共磨粉由12.5％～19.5％板状刚玉细粉、7％～10％α-Al2O3微粉、1.0％～2.5％炭黑、2％碳化硅细粉和2％～8％金属硅粉混合均匀制得。
8.根据权利要求7所述一种低碳转炉镁质滑板，其特征在于，还包括结合剂B，所述结合剂B为酚醛树脂结合剂，所述酚醛树脂结合剂的质量为金属改性镁砂、重质六铝酸钙和共磨粉的总质量的3.5％～4.5％。
9.一种制备权利要求8所述一种低碳转炉镁质滑板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、共磨粉制备：按重量百分比将板状刚玉细粉、α-Al2O3微粉、炭黑、碳化硅细粉、金属硅粉混合均匀制得共磨粉；
S2、颗粒料配料：按重量百分比将金属改性镁砂、重质六铝酸钙均匀混合得到颗粒配料；
S3、混料：将颗粒骨料用干混一段时间，然后匀速加入结合剂B，湿混一段时间后加入共磨粉，再进行碾压，得到混合泥料；
S4、成型：将混合泥料压制成型，得到胚砖；
S5、干燥：将胚砖置于干燥窑内干燥；
S6、烧成：将干燥后的砖坯进行烧成，最高烧成温度为650℃，在此温度下保温时间为14小时；
S7、套壳：将钢壳扣于抹好火泥的滑板上，倒放到工装内，用倒压法使其符合组装尺寸；
S8、磨制：磨制至半成品滑板工作面平整度小于0.03mm，随后在220℃条件下烘干；
S9、涂层、检验后包装得到成品。
10.根据权利要求9所述一种低碳转炉镁质滑板的方法，其特征在于，S3中，颗粒骨料干混时间为1～2min，湿混时间为10-12min，碾压时间为40～45min；S5中，进窑初始温度为25℃，在此温度下干燥4h以上；将温度升高到80℃，在此温度下干燥10h以上；将温度升高到150～180℃之间，干燥12h以上；S8中在220℃条件下烘干30min以上。
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