專利名稱：一種方鎂石-尖晶石-碳化硅-碳復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料 及其制備方法。
背景技術(shù)：
氧化物一非氧化物復(fù)合材料是耐火材料發(fā)展的重要方向。MgO-C耐火材料已成為鋼鐵工 業(yè)用重要的耐火材料，它是由鎂砂及石墨以樹脂為結(jié)合劑制成的。由于石墨不被熔渣潤(rùn)濕， 熱導(dǎo)率高，因而碳復(fù)合材料具有優(yōu)良的抗渣性和熱震穩(wěn)定性，被廣泛用于冶金爐及容器的內(nèi) 襯。
在上世紀(jì)后期，耐火材料使用壽命的大幅度提高，碳復(fù)合耐火材料起了重要作用。隨著 純凈鋼、超低碳鋼生產(chǎn)的發(fā)展，人們的觀念從單純追求耐火材料的長(zhǎng)壽命轉(zhuǎn)移到同時(shí)需要考 慮耐火材料對(duì)鋼質(zhì)量的影響，碳的存在帶來(lái)了一些新的問題。首先是使熔鋼的增碳問題。由 于碳復(fù)合材料中的碳在高溫下可以溶解到鋼水中，導(dǎo)致鋼水中的碳含量增加，從而影響鋼材 的質(zhì)量。同時(shí)，在間歇使用過(guò)程中，含碳耐火材料由于石墨的氧化會(huì)造成材料組織結(jié)構(gòu)的破 壞，降低了耐火材料的使用性能。
一種方鎂石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法(ZL200610019553.7)，雖然降低了碳復(fù) 合材料對(duì)鋼水碳含量的影響，同時(shí)具備一定的使用壽命，但是，在近年來(lái)的實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)， 由于其中碳化硅含量較高，因氧化生成二氧化硅而在一定程度上降低了材料的抗侵蝕能力。
同時(shí)，碳化硅分子中含有十分之三的碳分子，對(duì)鋼水依然存在潛在增碳可能性。另一方面， 由于在工作面形成了含二氧化硅的渣層，渣層與基體材料中方鎂石晶體之間存在較大的熱性 能差異，由于在間歇使用過(guò)程中會(huì)引起材料的剝落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種既具有良好的抗渣性和熱震穩(wěn)定性，又會(huì)降低碳復(fù)合材料對(duì)冶煉 過(guò)程中的鋼水碳含量影響的復(fù)合材料及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是先將60 93wt^的電熔鎂砂或燒結(jié)鎂砂、 2 20wtX的碳化硅、2 30wt^的鎂鋁尖晶石、2 15wt^的石墨、0.5-5 wtX的碳黑和 0.5 15wt^的金屬添加劑混合，再外加上述混合料2 9 wtX的結(jié)合劑和0 1wtX的六次甲基 四胺為固化劑，經(jīng)攪拌混合后壓制成型，然后在150 120(TC條件下烘烤2 24小時(shí)。
其中電熔鎂砂或燒結(jié)鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中30 80wtX為粒徑是3 12mm的顆粒、20 70wt^為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混 合物中30 80wt^為粒徑是l~5mm的顆粒、20 70wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨 的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該 混合物中30 80wtX為粒徑是1 5mm的顆粒、20 70wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；金
屬添加劑為金屬鋁、單質(zhì)硅、金屬鋁硅合金、金屬鋁鎂合金、碳化硼中的一種以上；結(jié)合劑
或?yàn)榉尤渲⒒驗(yàn)榉尤渲蜑r青的混合物。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明將SiC和鎂鋁尖晶石作為主要成分引入，以形成方鎂石 _尖晶石—碳化硅一碳系耐火材料，其中SiC引入量在5%以上。碳在SiC中的重量百分比 只有30%，所以SiC對(duì)熔鋼的增碳行為比碳要小的多。另一方面，鎂鋁尖晶石和碳化硅的熱 震穩(wěn)定性好，因而所制備的符合材料同時(shí)兼具優(yōu)良的抗渣性和熱震穩(wěn)定性。
由于耐火材料在使用前都會(huì)經(jīng)過(guò)烘烤處理，烘烤溫度往往在IIO(TC左右。在這樣的溫度 下，所涉及的一些金屬外加劑會(huì)熔化進(jìn)而在材料內(nèi)部進(jìn)行鋪展，而且還會(huì)與材料中的相關(guān)物 質(zhì)發(fā)生發(fā)應(yīng)形成新的結(jié)合方式以提高材料的使用性能。在使用過(guò)程中，溫度往往在1600。C以 上，所涉及的金屬添加劑都會(huì)熔化，部分會(huì)和其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，多數(shù)會(huì)在復(fù)合材料內(nèi)部形 成金屬結(jié)合的方式，這對(duì)提高材料的強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性能大有幫助。
本發(fā)明所制備的復(fù)合材料既具有高熔點(diǎn)及較高的熱導(dǎo)率，特別是利用SiC自保護(hù)氧化的 特性，表面生成的二氧化硅保護(hù)膜會(huì)將鋼液和碳化硅隔離開來(lái)。同時(shí)，適量二氧化硅溶于熔 渣或液湘中，會(huì)增加熔渣或液湘的粘度，既可緩解熔渣對(duì)耐火材料的損壞，又可阻礙碳與SiC 與鋼液中的溶解，減少了耐火材料中的碳及SiC對(duì)鋼水的增碳作用。鎂鋁尖晶石的引入可以 大大降低金屬熔體和熔渣在復(fù)合材料內(nèi)部的滲透，可以提高材料的體積穩(wěn)定性和抗渣性能。
本發(fā)明所制備的產(chǎn)品可作為冶金爐及容器的內(nèi)襯，同時(shí)對(duì)鋼水的增碳行為比傳統(tǒng)的碳復(fù) 合材料要低很多，可以滿足潔凈鋼冶煉的需要，還可以作為金屬熔體的控流元件。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)保護(hù)范圍的限制 實(shí)施例1
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，其技術(shù)方案是:先將60 75wt
%的電熔鎂砂、20 30wtM的鎂鋁尖晶石、2 8 wt^的碳化硅、2 5wtX的石墨、0.5~2wt X的碳黑和0.5 4wtX的金屬鋁混合，再外加上述混合料2 4 wt^的酚醛樹脂、0.5 1 wt% 的瀝青和0.3 lwt^的六次甲基四胺為固化劑。
其中電熔鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中30 40wt^為粒徑是3 12mm的 顆粒、60 70wt^為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中30 40wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、60 70wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中30 40wtX為粒徑是1 5mm的顆粒、60 70wtM為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在150 300'C下烘烤20 24小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于40MPa，顯氣孔率小于5%的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例2
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，釆用的技術(shù)方案是:先將75 80wt^的電熔鎂砂、10 20wtX的鎂鋁尖晶石、8 15wt^的碳化硅、5 10wt%的石墨、2~3wt ^的碳黑和4 6wt^的單質(zhì)硅混合，再外加上述混合利.4 5wtX的酚醛樹脂、1 2wt^的瀝 青和0.3 lwt^的六次甲基四胺為固化劑。
其中電熔鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中40 50wtX為粒徑是3 12mm的 顆粒、50 60wtX為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中40~ 50wtX為粒徑是
5mm的顆粒、50 60wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖品石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中40 50wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、50 60wtX為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在300 45(TC下烘烤18 20小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于45MPa，顯氣孔率小于7%的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例3
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，其技術(shù)方案是:先將80 93wt %的電熔鎂砂、2 10wt^的鎂鋁尖晶石、15 20wtX的碳化硅、10 15wt^的石墨、3~5wt %的碳黑和6~8wt%的金屬鋁和金屬鋁硅合金混合，再外加上述混合料5 7 wt%的酚醛樹脂、
2 3wtX的瀝青和0.3 lwt^的六次甲基四胺為固化劑。
其中電熔鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中50 60wt^為粒徑是3 12mrn的 顆粒、40 50wt^為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中50 60wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、40 50wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中50 60wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、40 50wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在450 60(TC下烘烤16 18小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于50MPa，顯氣孔率小于8%的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例4
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，其技術(shù)方案是:先將60 75wt %的電熔鎂砂、20 30wt^的鎂鋁尖晶石、2 8wtM的碳化硅、2 5wt^的石墨、0.5~2wt% 的碳黑和8~12wt%的單質(zhì)硅和金屬鋁硅合金混合，再外加上述混合料2 4 wt%的酚醛樹脂。
其中電熔鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 70wt^為粒徑是3 12mm的 顆粒、30 40wt^為粒徑是3 95um的細(xì)粉;碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 70wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、30 40wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 70wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、30 40wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在600 750'C下烘烤14 16小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于34MPa，顯氣孔率小于9%的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例5
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，其技術(shù)方案是:先將75 80wt %的電熔鎂砂、10 20wt^的鎂鋁尖晶石、8 15wt^的碳化硅、5 10wtM的石墨、2~3wt %的碳黑和12 15wt^的單質(zhì)硅、金屬鋁和金屬鋁鎂合金混合，再外加上述混合料4 7wt^ 的酚醛樹脂。
其中電熔鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中70 80wt^為粒徑是3~12mm的 顆粒、20 30wtM為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中70 80wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、20 30wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001~1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中70 80wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、20 30wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在750 900'C下烘烤12 14小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于33MPa，顯氣孔率小于10%的方鎂石一尖晶石_碳化硅一碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例6
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法,其技術(shù)方案是:先將80 93wt %的電熔鎂砂、2 10wt^的鎂鋁尖晶石、15 20wt^的碳化硅、10 15wtX的石墨、3~5wt %的碳黑和12 15wtW的金屬鋁、金屬鋁硅合金和碳化硼混合，再外加上述混合料7 9wtX 的酚醛樹脂和0.3 lwtX的六次甲基四胺為固化劑。
其中電熔鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 75wt^為粒徑是3 12mm的 顆粒、25 40wtX為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 75wt^為粒徑是l~5mm的顆粒、25 40wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 75\\1%為粒徑是1 5mm的顆粒、25 40wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在900 120(TC下烘烤10 12小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于35MPa，顯氣孔率小于12%的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例7
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，其技術(shù)方案是:先將60 75wt %的燒結(jié)鎂砂、20 30wtW的鎂鋁尖晶石、2 8wt^的碳化硅、2 5wtW的石墨、0.5~2wt% 的碳黑和0.5 4wtQ^的金屬鋁鎂合金混合，再外加上述混合料2 4 wt^的酚醛樹脂、0.5 lwt %瀝青和0.3 lwt^的六次甲基四胺為固化劑。
其中燒結(jié)鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中30 40wtM為粒徑是3 12rrnn的 顆粒、60 70wtX為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中30 40wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、60 70wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中30
40wtM為粒徑是1 5mm的顆粒、60 70wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在150 30(TC下烘烤20 24小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于30MPa，顯氣孔率小于8%的方鎂石一尖晶石一碳化硅_碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例8
一種方鎂石一尖晶石—碳化硅—碳復(fù)合材料及其制備方法，采用的技術(shù)方案是:先將75 80wtX的燒結(jié)鎂砂、10 20wt^的鎂鋁尖晶石、8 15wt^的碳化硅、5 10wt^的石墨、2~3wt X的碳黑和4 6wtM的金屬鋁硅合金混合，再外加上述混合料4 5wt^的酚醛樹脂、1 2wt %的瀝青和0.3 lwt^的六次甲基四胺為固化劑。
其中燒結(jié)鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中40 50wt^為粒徑是3 12mm的 顆粒、50 60wt^為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中40 50wtM為粒徑是1 5mm的顆粒、50 60wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001~4000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中40 50wtX為粒徑是1 5mm的顆粒、50 60wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在300 45(TC下烘烤18 20小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于40MPa，顯氣孔率小于5%的方鎂石一尖晶石一碳化硅_碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例9
一種方鎂石一尖晶石—碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，其技術(shù)方案是:先將80 93wt %的燒結(jié)鎂砂、2 10wtX的鎂鋁尖晶石、15 20wtX的碳化硅、10 15wt^的石墨、3~5wt %的碳黑和6~8城％的碳化硼混合，再外加上述混合料5 7wt^的酚醛樹脂、2 3wt ^的瀝 青和0.3 lwtX的六次甲基四胺為固化劑。
其中燒結(jié)鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中50 60wtX為粒徑是3 12mm的 顆粒、40 50wtW為粒徑是3 95um的細(xì)粉;碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中50 60wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、40 50wt ^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中50 60wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、40 50wt^為粒徑是2 05um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在450 600'C下烘烤I6 18小時(shí)。即可得到常溫耐壓強(qiáng)度大于45MPa，顯氣孔率小于6%的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例10
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，其技術(shù)方案是:先將60 75wt %的燒結(jié)鎂砂、20 30wt^的鎂鋁尖晶石、2 8wt^的碳化硅、2 5wt^的石墨、0.5~2wt% 的碳黑和8 12wt^的金屬鋁、單質(zhì)硅和碳化硼混合，再外加上述混合料2 4 wtX的酚醛樹 脂。
其中燒結(jié)鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 70wt^為粒徑是3 12mm的 顆粒、30 40wt^為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 70wtW為粒徑是1 5mm的顆粒、30 40wtM為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 70wtM為粒徑是1 5mm的顆粒、30 40wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在600 750'C下烘烤14 16小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于42MPa，顯氣孔率小于7%的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合耐火材 料。
實(shí)施例11
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，其技術(shù)方案是:先將75 80wt %的燒結(jié)鎂砂、10 20wt^的鎂鋁尖晶石、8 15wt^的碳化硅、5 10wt^的石墨、2~3wt %的碳黑和12 15wt^的金屬鋁、金屬鋁硅合金和碳化硼混合，再外加上述混合料4 7wt^ 的酚醛樹脂。
其中燒結(jié)鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中70 80wtW為粒徑是3 12mm的 顆粒、20 30wt^為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中70 80wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、20 30wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 1000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中70 80wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、20 30wtX為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在750 90(TC下烘烤14 16小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于45MPa，顯氣孔率小于10%的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合耐火材
實(shí)施例12
一種方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料及其制備方法，其技術(shù)方案是:先將80 93wt %的燒結(jié)鎂砂、2 10wt^的鎂鋁尖晶石、15 20wtX的碳化硅、10 15wt。/。的石墨、3 5wt %的碳黑和12 15wtX的單質(zhì)硅、金屬鋁鎂合金和碳化硼混合，再外加上述混合料7 9 wt% 的酚醛樹脂和0.3 lwtW的六次甲基四胺為固化劑。
其中燒結(jié)鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 75wt^為粒徑是3~12mm的 顆粒、25 40wt^為粒徑是3 95um的細(xì)粉；碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 75wtX為粒徑是1 5mm的顆粒、25 40wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉；石墨的粒徑為2 500um;碳黑的粒徑為0.001 000um;鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，該混合物中60 75wtX為粒徑是1 5mm的顆粒、25 40wt^為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
經(jīng)混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后，在900 1200℃下烘烤2 10小時(shí)。即可得 到常溫耐壓強(qiáng)度大于40MPa,顯氣孔率小于12%的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合耐火材 料。
本實(shí)施例1 12將SiC和鎂鋁尖晶石作為主要成分引入，以形成方鎂石—尖晶石一碳化硅 一碳系耐火材料，其中SiC引入量在5%以上。碳在SiC中的重量百分比只有30%,所以SiC 對(duì)熔鋼的增碳行為比碳要小的多。另一方面，鎂鋁尖晶石和碳化硅的熱震穩(wěn)定性好，因而所 制備的符合材料同時(shí)兼具優(yōu)良的抗渣性和熱震穩(wěn)定性。
本具體實(shí)施方式
所制備的復(fù)合材料既具有高熔點(diǎn)及較高的熱導(dǎo)率，特別是利用SiC自保 護(hù)氧化的特性，表面生成的二氧化硅保護(hù)膜會(huì)將鋼液和碳化硅隔離開來(lái)。同時(shí)，適量二氧化 硅溶于熔渣或液湘中，會(huì)增加熔渣或液湘的粘度，既可緩解熔渣對(duì)耐火材料的損壞，又可阻 礙碳與SiC與鋼液中的溶解，減少了耐火材料中的碳及SiC對(duì)鋼水的增碳作用。鎂鋁尖晶石 的引入可以大大降低金屬熔體和熔渣在復(fù)合材料內(nèi)部的滲透，可以提高材料的體積穩(wěn)定性和 抗渣性能。
因此，本具體實(shí)施方式
所制備的產(chǎn)品可作為冶金爐及容器的內(nèi)襯，同時(shí)對(duì)鋼水的增碳行 為比傳統(tǒng)的碳復(fù)合材料要低很多，可以滿足潔凈鋼冶煉的需要，還可以作為金屬熔體的控流 元件。
權(quán)利要求
1、一種方鎂石—尖晶石—碳化硅一碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于先將60～93wt％的電熔鎂砂或燒結(jié)鎂砂、2～20wt％的碳化硅、2～30wt％的鎂鋁尖晶石、2～15wt％的石墨、0.5～5wt％的碳黑和0.5～15wt％的金屬添加劑混合，再外加上述混合料2～9wt％的結(jié)合劑和0～1wt％的六次甲基四胺為固化劑，經(jīng)攪拌混合后壓制成型，然后在150～1200℃條件下烘烤2～24小時(shí)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在 所述的電熔鎂砂或燒結(jié)鎂砂為顆粒和細(xì)粉的混合物，其中30 80wtX為粒徑是3 12mm的 顆粒、20 70wt^為粒徑是3 95um的細(xì)粉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在 所述的碳化硅為顆粒和細(xì)粉的混合物，其中30 80wt^為粒徑是1 5mm的顆粒、20 70wt %為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在 所述的石墨的粒徑為2 500um。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在 所述的碳黑的粒徑為0.001~1000um。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于所述的鎂鋁尖晶石為顆粒和細(xì)粉的混合物，其中30 80wt^為粒徑是l 5mm的顆粒、 20 70wtW為粒徑是2 105um的細(xì)粉。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于所述的金屬添加劑為金屬鋁、單質(zhì)硅、金屬鋁硅合金、金屬鋁鎂合金、碳化硼中的一種以 上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鎂石一尖晶石一碳化硅一碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于所述的結(jié)合劑或?yàn)榉尤渲?、或?yàn)榉尤渲蜑r青的混合物。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1~8項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的用方鎂石一尖晶石—碳化硅一碳復(fù)合材料的制備 方法所制備的方鎂石一尖晶石—碳化硅一碳復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方鎂石-尖晶石-碳化硅-碳復(fù)合材料及其制備方法。所采用的技術(shù)方案是先將60～93wt％的電熔鎂砂或燒結(jié)鎂砂、2～20wt％的碳化硅、2～30wt％的鎂鋁尖晶石、2～15wt％的石墨、0.5～5wt％的碳黑和0.5～15wt％的金屬添加劑混合，再外加上述混合料2～9wt％的結(jié)合劑和0～1wt％的六次甲基四胺為固化劑，經(jīng)攪拌混合后壓制成型，然后在150～1200℃條件下烘烤2～24小時(shí)。本發(fā)明所制備的方鎂石-尖晶石-碳化硅-碳復(fù)合材料不僅具有良好的抗渣性和熱震穩(wěn)定性，且會(huì)降低碳復(fù)合材料對(duì)冶煉過(guò)程中的鋼水碳含量影響。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101386544SQ20081019737
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者劉良兵, 楠 李, 謝文明, 魏耀武 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)