[发明专利]一种用于铁水包工作衬的Al2O3‑MgO‑SiC‑C砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种用于铁水包工作衬的Al₂O₃-MgO-SiC-C砖及其制备方法。

背景技术

随着钢铁冶金行业的不断发展，铁水包在炼铁系统中不仅仅作为一个盛装铁水的容器，还需要承担脱S、脱P等任务。目前，铁水脱S是国内外炼钢厂最为主要的处理铁水方式。脱S方法一般有喷吹脱S法和KR搅拌法，脱S过程中会引入大量造渣剂如钝化镁粉、石灰、萤石等，会对铁水包包壁部位，尤其是渣线部位侵蚀较严重。

Al₂O₃-SiC-C砖具有非常优异的常温和高温力学性能、热震稳定性能和抗渣侵蚀性能，是目前铁水包工作衬的主要材料。传统Al₂O₃-SiC-C砖一般采用高铝矾土、刚玉、硅酸盐矿物、SiC、鳞片石墨、抗氧化剂等作为主要原料，酚醛树脂作为结合剂，经配料、混碾、机压成型，然后于干燥窑中烘干处理而成。

但传统Al₂O₃-SiC-C砖在使用过程中存在如下几方面问题：

(1)包壁工作层容易产生“馒头状”的熔损：传统Al₂O₃-SiC-C砖高温热膨胀率及残余膨胀率较小。铁水包使用寿命较长，在长期冷热交替使用情况下砖缝难以愈合，成为铁水和熔渣侵蚀和渗透的通道，造成“馒头状”的熔损，有时甚至出现永久层渗铁的现象[1段晓东.影响铁水罐内衬寿命的因数及措施.四川冶金,2003,25(2):30-32]。

(2)抗铁水和熔渣熔损能力较差：铁水脱S过程中，会向铁水中引入大量的碱性造渣剂。一般而言，为了减少工作衬砖缝的形成，在Al₂O₃-SiC-C砖中添加红柱石、叶腊石、焦宝石及硅石等硅酸盐矿物相，增加使用过程中热态膨胀性和残余膨胀率[2王滨,黄蜂,杨政宏,姜爱军.Al₂O₃-SiC-C 砖的研制及应用.耐火材料,2013,47(6):451-454；3王落霞,薛军柱,沈明科.蜡石粒度组成对铁水包用ASC材料性能影响.耐火材料,2011,45(5):358-360]。但上述硅酸盐矿物的大量添加，会明显降低材料的抗铁水和熔渣熔损性能。

(3)为提高材料的中高温抗氧化性能，引入大量抗氧化剂如单质Si粉，B₄C粉等，一方面成本较高，另一方面不利于材料的抗侵蚀性能[4候谨,刘芳,赵亮.Al₂O₃-SiC-C砖抗氧化性能的研究与应用.2004,30(5):36-38]。

综上所述，随着钢铁冶炼技术不断发展，铁水脱S和脱P处理比例越来越高。传统Al₂O₃-SiC-C砖在使用过程中存在一系列的问题，无法满足铁水包高寿命的使用要求。因此，为了提高铁水包的使用寿命，有必要对现有技术中采用的材料进行改进。

发明内容

本发明提供了一种用于铁水包工作衬的Al₂O₃-MgO-SiC-C砖及其制备方法，所制得的Al₂O₃-MgO-SiC-C砖具有一定的高温热膨胀率和残余膨胀率，且高温强度大、抗氧化性能优良、抗铁水和熔渣侵蚀能力强等特点，作为铁水包工作衬耐材能大幅提高其使用寿命。

一种用于铁水包工作衬的Al₂O₃-MgO-SiC-C砖，所述Al₂O₃-MgO-SiC-C砖中各原料的重量份组成为：

本发明提供的Al₂O₃-MgO-SiC-C砖对现有的Al₂O₃-SiC-C砖进行了改良，通过添加镁砂，形成具备优异性能的Al₂O₃-MgO-SiC-C砖。