[发明专利]一种镁碳砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种镁碳砖，其原料包含3‑5mm电熔镁砂40‑50份，1‑3mm电熔镁砂25‑35份，0‑1mm电熔镁砂5‑15份，200目电熔镁砂15‑25份，500目碳纤维粉0.5‑5份，800目碳纤维粉0.5‑5份，200目石墨1‑5份，200目炭黑1‑5份，200目碳氮化钛粉1‑5份，200目金属铝粉1‑10份，甘油0.1‑1份，酚醛树脂1‑10份。碳氮化钛兼具TiC和TiN的优点，熔点高、硬度大、耐磨、耐氧化，具有良好的导热性，提高镁碳砖性能。镁碳砖砌筑后的烘炉过程中，在甘油存在的环境下，MgO与水反应形成Mg(OH)₂过程中形成部分氢氧化镁晶须，起到扎钉作用，避免热态结构剥落的问题。

技术领域

本发明涉及耐火材料，特别涉及一种镁碳砖及其制备方法。

背景技术

随着低碳钢和超低碳钢钢种冶炼的需求，要求钢包内衬耐火材料除了能满足高寿命外，还不能对钢水产生增碳的影响。近年来，低碳镁碳砖因具有高的热态强度、优异的抗钢水和熔渣侵蚀以及渗透性能，被广泛用于冶炼超低碳钢如不锈钢、高档汽车板钢、硅钢等钢包的内衬材料。与传统镁碳砖相比，低碳镁碳砖在烘烤和使用过程中易出现氧化和剥落问题:一般低碳镁碳砖中添加碳源粒度为微纳米级，抗氧化性能相对较差；低碳镁碳砖中碳含量较低，材料中少量碳源的氧化即对其结构产生严重的破坏。同时，低碳镁碳砖在使用过程中还容易出现热态结构剥落的问题:低碳镁碳砖的弹性模量大，热膨胀系数高，材料的脆性较大，导致使用过程中易出现热态剥落。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种镁碳砖，降低镁碳砖的弹性模量，降低热膨胀系数，提高材料的任性，并且具有一定的抗热震性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种镁碳砖，其原料包含3-5mm电熔镁砂40-50份，1-3mm电熔镁砂25-35份，0-1mm电熔镁砂5-15份，200目电熔镁砂15-25份，500目碳纤维粉0.5-5份，800目碳纤维粉0.5-5份，200目石墨1-5份，200目炭黑1-5份，200目碳氮化钛粉1-5份，200目金属铝粉1-10份，甘油0.1-1份，酚醛树脂1-10份。

一种镁碳砖制备方法，具体步骤如下：

1)原料粉碎筛分：

将电熔镁砂破碎成粒径为0-5mm的小颗粒；选取部分小颗粒细磨成粒径为200目微粉；按粒径不同筛分出200目、0-1mm、1-3mm、3-5mm的原料；

2)配料、搅拌：

按配比将各粒径电熔镁砂投入混料机中，2-3分钟内一次性缓慢加入酚醛树脂；之后加入石墨、炭黑、碳纤维混合1～2分钟，最后加入金属铝粉、碳氮化钛粉、甘油混合20～30分钟后出料；

3)压制成型；

4)热处理：

将成型后的砖放置窑车上，干燥窑200-260℃进行热处理；

5)验收及包装。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1.碳纤维具有拉伸强度高、韧性好等优异特点，在材料断裂过程中具有拔出、裂纹偏转、桥连以及断裂等增强增韧的作用，因此能够明显提高低碳镁碳砖的常温和中高温强度，以及降低常温弹性模量；另一方面，碳纤维还具有导热性能好、热膨胀系数低等优异特点，对于降低材料高温线膨胀率以及提高热震性能都有利。

2.碳氮化钛是一种零维的三元固溶体,TiC和TiN是构成碳氮化钛的基础,均具有面心立方点阵的NaCl型结构。碳氮化钛兼具TiC和TiN的优点，熔点高、硬度大、耐磨、耐氧化，具有良好的导热性，提高镁碳砖性能。