專利名稱：一種MgCa-SiC-C耐火材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種MgCa-SiC-C耐火材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
含碳復(fù)合耐火材料能夠被廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)，它通常是由鎂砂、鋁礬土、剛玉、鎂鋁尖晶石等氧化物耐火原料，石墨、炭黑等非氧化物耐火原料，鋁粉、硅粉等添加齊U，采用焦油或樹脂作為結(jié)合劑，經(jīng)過混合、壓制和熱處理等工序制備而成的。中國(guó)專利200610019533. 7公開了一種方鎂石-碳化娃-碳復(fù)合材料及其制備方法，這種復(fù)合材料能夠用于冶金爐及容器的內(nèi)襯，同時(shí)對(duì)鋼水增碳行為比傳統(tǒng)復(fù)合材料要低得多，能夠滿足 潔凈鋼冶煉的需要。美國(guó)專利US 6464932公開了一種不燒含碳耐火材料，其中的氧化鋁-碳化硅-碳不燒耐火材料能夠應(yīng)用于魚雷罐等鐵水裝載容器，這種耐火材料如果應(yīng)用于KR預(yù)處理脫硫鐵水包，受脫硫劑影響，其侵蝕速率將增加，使用壽命降低。中國(guó)專利200710040413. 2公開了一種礬土基紅柱石-SIC-C質(zhì)磚、制作方法及其應(yīng)用，這種磚在組分中引入兩種規(guī)格紅柱石，這種磚在使用過程中發(fā)生二次莫來石反應(yīng)，形成莫來石網(wǎng)絡(luò)框架，金屬鋁粉和金屬硅粉復(fù)合使用，不僅能夠提高材料的抗氧化性，而且有利于提高材料的中、高溫物理性能，將這種磚用于300噸鐵水包，使用壽命提高達(dá)到700 800爐，并且，異常結(jié)構(gòu)性剝落減少，沖擊區(qū)熔損減輕、包壁裂紋擴(kuò)展抑制，但是在鐵水包采用KR鐵水預(yù)處理工藝時(shí)，這種磚侵蝕速率有上升的趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種用作鐵水裝載容器內(nèi)襯，在鐵水預(yù)處理過程中能夠降低內(nèi)襯侵蝕率、提高內(nèi)襯使用壽命的MgCa-SiC-C耐火材料及其制備方法。本發(fā)明提供的MgCa-SiC-C耐火材料各組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括電熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒50 70%，電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加劑1 10%，外加前述各組分總質(zhì)量3 5%的無水樹脂結(jié)合劑。作為優(yōu)選，所述電熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒的粒徑小于等于5mm，所述電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉的粒徑小于等于O. 088mm。作為優(yōu)選，所述碳化硅包括顆粒和/或細(xì)粉，所述石墨為細(xì)粉，所述顆粒的粒徑小于等于5mm，所述細(xì)粉的粒徑小于等于O. 088mm。作為優(yōu)選，所述添加劑選自包括Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅鐵粉、硅線石粉、藍(lán)晶石粉、氧化鋁粉的一種或者他們的混合物，所述硅線石和藍(lán)晶石粉的粒徑小于等于O. 2mm,所述Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化娃鐵粉的粒徑小于等于O. 088mm,所述氧化招粉的粒徑小于等于5 μ m。作為優(yōu)選，所述無水樹脂結(jié)合劑為液態(tài)酚醛樹脂。作為優(yōu)選，所述復(fù)合耐火材料常溫耐壓強(qiáng)度大于35MPa，顯氣孔率小于10%，密度大于 2. 75g/cm3?；诒景l(fā)明提供的MgCa-SiC-C耐火材料的制備方法包括以下步驟按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)取熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒50 70%，電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加劑1 10%，外加前述各組分總質(zhì)量3 6%的無水樹脂結(jié)合劑進(jìn)行混合，形成第I中間產(chǎn)物；對(duì)所述第I中間產(chǎn)物進(jìn)行成型處理，形成第II中間產(chǎn)物；對(duì)所述第II中間產(chǎn)物進(jìn)行熱處理，得到所述MgCa-SiC-C耐火材料。作為優(yōu)選，所述混合是經(jīng)用高速混煉機(jī)混合45min實(shí)現(xiàn)的。
作為優(yōu)選，所述成型處理是采用IOOOt摩擦壓磚機(jī)或2000t液壓壓磚機(jī)實(shí)現(xiàn)的。作為優(yōu)選，所述熱處理需要36h，同時(shí)，在最高溫度235°C保溫5h。本發(fā)明提供的MgCa-SiC-C耐火材料將鎂鈣砂或鎂白云石砂作為主要成份引入，形成了鎂鈣一碳化硅一碳質(zhì)耐火材料，與鋁一碳化硅一碳質(zhì)耐火材料中的氧化鋁相比較，鎂鈣一碳化硅一碳質(zhì)耐火材料中的鎂鈣成份降低了與脫硫渣中的CaO的反應(yīng)性，因而提高了材料的抗渣性能，降低了侵蝕速率，提高了預(yù)脫硫鐵水包內(nèi)襯的使用壽命。本發(fā)明提供的MgCa-SiC-C耐火材料可以應(yīng)用于鋼鐵冶金高溫容器，特別是作為煉鐵用鐵水包的內(nèi)襯，可以滿足預(yù)處理鐵水包冶煉要求。
具體實(shí)施例方式為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的MgCa-SiC-C耐火材料各組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括電熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒50 70%，電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加劑1 10%，外加前述各組分總質(zhì)量3 5%的無水樹脂結(jié)合劑。其中，電熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒的粒徑小于等于5mm，電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉的粒徑小于等于O. 088mm。其中，碳化硅包括顆粒和/或細(xì)粉，石墨為細(xì)粉，顆粒的粒徑小于等于5_，細(xì)粉的粒徑小于等于O. 088mm。其中，添加劑選自包括Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅鐵粉、硅線石粉、藍(lán)晶石粉、氧化鋁粉的一種或者他們的混合物，硅線石和藍(lán)晶石粉的粒徑小于等于O. 2mm, Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅鐵粉的粒徑小于等于O. 088_，氧化鋁粉的粒徑小于等于5 μ m。其中，無水樹脂結(jié)合劑為液態(tài)酚醛樹脂。其中，MgCa-SiC-C耐火材料常溫耐壓強(qiáng)度大于35MPa，顯氣孔率小于10%，密度大于 2. 75g/cm3。基于本發(fā)明提供的MgCa-SiC-C耐火材料的制備方法包括以下步驟步驟I :按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)取熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒50 70%，電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加劑1 10%，外加前述各組分總質(zhì)量3 5%的無水樹脂結(jié)合劑進(jìn)行混合，形成第I中間產(chǎn)物。其中，混合是經(jīng)用高速混煉機(jī)混合45min實(shí)現(xiàn)的。步驟2 :對(duì)第I中間產(chǎn)物進(jìn)行成型處理，形成第II中間產(chǎn)物。其中，成型處理是采用IOOOt摩擦壓磚機(jī)或2000t液壓壓磚機(jī)實(shí)現(xiàn)的。
步驟3 :對(duì)第II中間產(chǎn)物進(jìn)行熱處理，得到MgCa-SiC-C耐火材料。其中，熱處理需要36h，同時(shí)，在最高溫度235°C保溫5h。實(shí)施例I參見表1，按實(shí)施例I進(jìn)行配料，經(jīng)高速混練機(jī)混合45分鐘后，經(jīng)2000t液壓壓磚機(jī)成型，在160 300°C條件下下熱處理36小時(shí)，并在235°C條件下保溫5小時(shí)，制得常溫耐壓強(qiáng)度大于35MPa，顯氣孔率小于10%，體積密度大于2. 75g/cm3的本發(fā)明提供的MgCa-SiC-C耐火材料定型制品。實(shí)施例2參見表I，按實(shí)施例2進(jìn)行配料，經(jīng)高速混練機(jī)混合45分鐘后，經(jīng)IOOOt摩擦壓磚 機(jī)成型，在最高溫度235°C保溫5小時(shí)保溫條件下熱處理36小時(shí)，制得常溫耐壓強(qiáng)度大于 35MPa，顯氣孔率小于8%，體積密度大于2. 80g/cm3的一種MgCa-SiC-C耐火材料定型制品。實(shí)施例3參見表1，按實(shí)施例3進(jìn)行配料，經(jīng)高速混練機(jī)混合45分鐘后，經(jīng)IOOOt摩擦壓磚機(jī)成型，在溫度235°C保溫5小時(shí)保溫條件下熱處理36小時(shí)，制得常溫耐壓強(qiáng)度大于40MPa，顯氣孔率小于10%，體積密度大于2. 75g/cm3的一種MgCa-SiC-C耐火材料定型制
品O實(shí)施例4參見表I，按實(shí)施例4進(jìn)行配料，經(jīng)高速混練機(jī)混合45分鐘后，經(jīng)IOOOt摩擦壓磚機(jī)成型，在最高溫度235°C保溫5小時(shí)保溫條件下熱處理36小時(shí)，制得常溫耐壓強(qiáng)度大于35MPa，顯氣孔率小于10%，體積密度大于2. 75g/cm3的一種MgCa-SiC-C耐火材料定型制
品O實(shí)施例5參見表1，按實(shí)施例5進(jìn)行配料，經(jīng)高速混練機(jī)混合45分鐘后，經(jīng)2000t液壓壓磚機(jī)成型，在160 300°C條件下下熱處理36小時(shí)，并在235°C條件下保溫5小時(shí)，制得常溫耐壓強(qiáng)度大于40MPa，顯氣孔率小于8%，體積密度大于2. 75g/cm3的本發(fā)明提供的MgCa-SiC-C耐火材料定型制品。表I實(shí)施例I 實(shí)施例5中各組分規(guī)格及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)
權(quán)利要求
1.一種MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，各組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括電熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒50 70%，電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加劑1 10%，外加前述各組分總質(zhì)量3 5%的無水樹脂結(jié)合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述電熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒的粒徑小于等于5mm，所述電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉的粒徑小于等于.O.088mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述碳化硅包括顆粒和/或細(xì)粉，所述石墨為細(xì)粉，所述顆粒的粒徑小于等于5mm，所述細(xì)粉的粒徑小于等于.O.088mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述添加劑選自包括Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅鐵粉、硅線石粉、藍(lán)晶石粉、氧化鋁粉的一種或者他們的混合物，所述硅線石和藍(lán)晶石粉的粒徑小于等于O. 2_，所述Al粉、Si粉、MgAl合金粉、氮化硅鐵粉的粒徑小于等于O. 088mm，所述氧化鋁粉的粒徑小于等于5 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述無水樹脂結(jié)合劑為液態(tài)酚醛樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任一所述的MgCa-SiC-C耐火材料，其特征在于，所述MgCa-SiC-C耐火材料常溫耐壓強(qiáng)度大于35MPa，顯氣孔率小于10%，密度大于2. 75g/cm3。
7.基于權(quán)利要求I所述的MgCa-SiC-C耐火材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)取熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒50 70%，電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉10 20%，碳化硅5 17%，石墨5 15%，添加劑1 10%，外加前述各組分總質(zhì)量3 5%的無水樹脂結(jié)合劑進(jìn)行混合，形成第I中間產(chǎn)物； 對(duì)所述第I中間產(chǎn)物進(jìn)行成型處理，形成第II中間產(chǎn)物； 對(duì)所述第II中間產(chǎn)物進(jìn)行熱處理，得到所述MgCa-SiC-C耐火材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述混合是經(jīng)用高速混煉機(jī)混合45min實(shí)現(xiàn)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述成型處理是采用IOOOt摩擦壓磚機(jī)或2000t液壓壓磚機(jī)實(shí)現(xiàn)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述熱處理需要36h，同時(shí)，在最高溫度235°C 保溫 5h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種MgCa-SiC-C耐火材料，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。該MgCa-SiC-C耐火材料各組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括電熔或燒結(jié)鎂鈣砂或鎂白云石砂顆粒50～70％，電熔或燒結(jié)鎂砂細(xì)粉10～20％，碳化硅5～17％，石墨5～15%，添加劑1～10%，外加前述各組分總質(zhì)量3～5%的無水樹脂結(jié)合劑。本發(fā)明還公開了該MgCa-SiC-C耐火材料的制備方法。該MgCa-SiC-C耐火材料可以應(yīng)用于鋼鐵冶金高溫容器，特別是作為煉鐵用鐵水包的內(nèi)襯，可以滿足預(yù)處理鐵水包冶煉要求。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102838361SQ201210336668
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者祝少軍, 崔園園, 曹勇, 付中鋒, 唐永祥 申請(qǐng)人:首鋼總公司