[发明专利]一种抗剥落性能优良的镁尖晶石砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗剥落性能优良的镁尖晶石砖及其制备方法，其中制备方法包含以下步骤：1)将不同粒度的镁砂颗粒和尖晶石结合镁砂颗粒与炭黑共混，使炭黑均匀吸附在颗粒表面；2)以经过炭黑吸附改性处理的镁砂和尖晶石结合镁砂颗粒为骨料，以镁砂细粉、尖晶石微粉为基质，并添加金属Al、单质Si、B₄C等抗氧化剂和高温烧结剂，以木质素溶液、酚醛树脂或铝酸镁胶结剂为结合剂，混合均匀后压制成型，并经低温烘烤而制备。本发明利用炭黑对骨料进行表面改性，并引入尖晶石结合镁砂，在不影响抗渣性能的前提下显著降低了镁尖晶石砖的热膨胀系数，同时优化了产品的显微组织结构，应用于RH炉内衬，可明显改善产品的抗剥落性能，延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种抗剥落性能优良的镁尖晶石砖及其制备方法。

背景技术

RH炉是生产汽车板、电工钢、轴承钢、管线钢等高品位钢种必不可少的炉外精炼冶金容器，耐材要求具有良好的抗钢水冲刷性能、抗碱性渣侵蚀性能、抗剥落性能和真空稳定性能，目前主流仍采用高温烧成的镁铬砖。由于镁铬砖的生产和使用过程中对环境存在铬污染风险，受政策和社会民生排斥，为此已经出现了大量无铬镁尖晶石不烧砖的研究报道以及应用，如发明专利文献CN 103570364 A、CN 102442829 A等，如宝钢集团RH炉已100％无铬化，鞍钢、首钢、马钢、涟钢、兴澄特钢等钢厂RH炉也在大力推广镁尖晶石不烧砖。

上述镁尖晶石砖多采用镁砂为主原料，镁铝尖晶石为辅原料，在基质中添加金属Al、金属Si等物质，同时采用木质素、树脂或阿拉伯树胶等有机物为结合剂，机压成型后低温烘烤制备得到。产品具有良好的抗碱性渣侵蚀性能、抗钢水冲刷性能和真空稳定性能，但因镁砂本身的热膨胀系数很大(14～15×10^-6℃^-1，20～1500℃)，加之基质中的金属Al粉最终会被氧化为Al₂O₃，而Al₂O₃又会与MgO反应形成镁铝尖晶石，并产生较大的体积膨胀(尖晶石反应会带来约8％的体积膨胀)，使得该产品在高温下的抗剥落性能不佳，成为制约该产品使用寿命进一步延长的瓶颈。

发明内容

本发明提供了一种抗剥落性能优良的镁尖晶石砖及其制备方法，能保证镁尖晶石砖在具有良好抗碱性渣侵蚀性能、抗钢水冲刷性能和真空稳定性能的同时，具有良好的抗剥落性能，从而在较大程度上延长其使用寿命。

一种抗剥落性能优良的镁尖晶石砖的制备方法，将各原料混合压制成型后，在180～200℃保温至少8h，得到所述镁尖晶石砖；

所述镁尖晶石砖的原料重量份组成如下表所示：