本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚及制備方法。
背景技術(shù)：
鎂碳磚是一種優(yōu)質(zhì)耐火材料，由于該種含碳耐火制品具有耐火度高，抗渣侵蝕性能好，耐熱震性強及高溫蠕變小等優(yōu)點，在電爐、轉(zhuǎn)爐及精煉爐等得到廣泛應(yīng)用，并且使用壽命得到大幅提高，同時鎂碳磚無需高溫?zé)桑?jié)省能源，制作工藝簡單因而迅速得到推廣使用，但近年來，隨著對鋼的性能要求越來越高，所以對鋼水成分控制越來越嚴(yán)格，對于長時間存儲鋼水的鋼包，其內(nèi)襯材料，特別是用于精煉的鋼包對鋼水會產(chǎn)生污染，并且在長時間的精煉條件下，鋼水熱量流失較多。因此，嚴(yán)格控制其內(nèi)襯成分，改進其組成對進一步減小對鋼水的污染，同時減緩熱量流失具有十分重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚及制備方法，超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚的含碳低對鋼水污染小、導(dǎo)熱系數(shù)小，能夠有效減少鋼水熱量流失，能很好解決鋼包渣線對鋼水滲碳污染，并且能保證鋼水在長時間精煉后仍能達到連鑄溫度。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚，由下列重量份數(shù)的原料配制而成：5mm≤粒度＜8mm的電熔鎂砂5-15份；3mm≤粒度＜5mm的電熔鎂砂5-25份；1mm≤粒度＜3mm的電熔鎂砂5-25份；粒度小于1mm的電熔鎂砂10-20份；電熔鎂砂細粉5-15份；鎂鋁尖晶石粉5-20份；炭素粉0-1份，不包含0份；結(jié)合劑1-3份；添加劑0-4份，不包含0份。
所述的電熔鎂砂和電熔鎂砂細粉的理化指標(biāo)：mgo≥97.5，cao≤1.5，sio2≤1.2，fe2o3≤0.6，體積密度≥3.45g/㎝3。
所述的電熔鎂砂細粉的粒度小于0.088mm。
所述的鎂鋁尖晶石粉的mgo≥45％，al2o3≥50％，粒度小于0.088mm。
所述的炭素粉的粒度小于0.088mm，其中含碳質(zhì)量百分比為：c≥93.0％。
所述的結(jié)合劑為酚醛樹脂，其理化指標(biāo)為：固含量≥80％，殘?zhí)肌?6％，游離酚≤10％，水分≤3.0％，ph值6-7。
所述的結(jié)合劑為硅酸鈉和酚醛樹脂的混合物。
所述的添加劑為硅粉、鋁粉、硅粉-鋁粉復(fù)合粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉的一種或一種以上的混合物，粒級≤320目。
一種鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚的制備方法，按照配料、混練、成型、熱處理工序制作，包括以下步驟：
1)將添加劑與電熔鎂砂細粉在振動磨中干混均勻，制成共磨粉；
2)將5mm≤粒度＜8mm的電熔鎂砂與預(yù)熱30-50℃的結(jié)合劑進行混合，然后依次將其余電熔鎂砂顆粒按由大到小的順序依次加入，攪拌3-5min，加入結(jié)合劑再攪拌3-5min，使結(jié)合劑均勻包裹在電熔鎂砂顆粒表面，再加入炭素粉混合攪拌1-2min，最后加入共磨粉混合20-30min后出料；
3)高壓成型，進行熱處理，用隧道窯進行熱處理，從常溫到110℃加熱8h，從110℃加熱到200℃加熱8h，200℃保溫6h，出窯揀選，得到鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚。
所述的鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚的理化指標(biāo)如下：mgo≥86.7％，200℃烘后體積密度≥3.14g/cm3，顯氣孔率≤3％，耐壓強度≥40mpa，線變化率0～1.0％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
以電熔鎂砂、鎂鋁尖晶石粉和炭素為主要原料，改用少部分炭素粉，以保證其基質(zhì)不易被精煉爐渣潤濕，同時為保證其熱震穩(wěn)定性，加入熱震穩(wěn)定性及抗堿性渣較好的尖晶石粉。不僅有效減緩了鋼水的熱量損失，還解決了目前鋼包內(nèi)襯對鋼水產(chǎn)生污染的問題，對于節(jié)能降耗、環(huán)境保護具有重要的意義。
具體實施方式
下面對本發(fā)明進行詳細地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。
一種鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚，由下列重量份數(shù)的原料配制而成：5mm≤粒度＜8mm的電熔鎂砂5-15份；3mm≤粒度＜5mm的電熔鎂砂5-25份；1mm≤粒度＜3mm的電熔鎂砂5-25份；粒度小于1mm的電熔鎂砂10-20份；電熔鎂砂細粉5-15份；鎂鋁尖晶石粉5-20份；炭素粉0-1份，不包含0份；結(jié)合劑1-3份；添加劑0-4份，不包含0份。
其中，電熔鎂砂細粉的粒度小于0.088mm。鎂鋁尖晶石粉中的mgo≥45％，al2o3≥50％，粒度小于0.088mm。電熔鎂砂理化指標(biāo)為：mgo≥97.5，cao≤1.5，sio2≤1.2，fe2o3≤0.6，體積密度≥3.45g/㎝3。炭素粉的粒度小于0.088mm，其中c≥93.0％。
結(jié)合劑可采用酚醛樹脂，其理化指標(biāo)為：固含量≥80％，殘?zhí)肌?6％，游離酚≤10％，水分≤3.0％，ph值6～7。
結(jié)合劑為提高環(huán)保性能，采用硅酸鈉和酚醛樹脂的混合物，混合比例為硅酸鈉:酚醛樹脂＝1:2。固化后的酚醛樹脂分解釋放co2、co、ch4、h2等氣體，留下固定碳，形成碳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但是，固定碳也給鋼水帶來增碳問題，因此盡量減少酚醛樹脂的使用量，提高環(huán)保型結(jié)合劑的使用量。(酚醛樹脂加入量占總量的2％左右，殘?zhí)家苍?6％左右，小部分碳保證爐渣對渣線磚不潤濕，減緩對渣線磚侵蝕，且少量碳含量滲碳不明顯。)
添加劑為硅粉(si≥98.00％)、鋁粉(活性al≥98.00％)、硅粉-鋁粉復(fù)合粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉等一種或一種以上的混合物，其粒級≤320目。200目為0.075mm，325目為0.045mm。
實施例：
上述實施例制備鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚的方法在于：
1)將各組份按上述實施例配比稱重備用；先將硅粉、鋁粉、硅-鋁復(fù)合粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉等一種或一種以上的混合物以及電熔鎂砂細粉在振動磨中干混均勻，制成共磨粉；
2)生產(chǎn)時，將5mm≤粒度＜8mm的電熔鎂砂與預(yù)熱30-50℃的結(jié)合劑(酚醛樹脂，或者酚醛樹脂與硅酸鈉的混合物)進行混合，預(yù)熱溫度優(yōu)選38-45℃，然后依次將其余電熔鎂砂顆粒按由大到小的順序依次加入，攪拌3-5min，加入結(jié)合劑再攪拌3-5min，使結(jié)合劑均勻包裹在電熔鎂砂顆粒表面，再加入炭素粉混合攪拌1-2min，最后加入共磨粉混合20-30min后出料；然后高壓成型，進行熱處理，用隧道窯進行熱處理，從常溫到110℃加熱8h，從110℃加熱到200℃加熱8h，200℃保溫6h，出窯揀選，得到鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚。
鋼包用超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚的主要理化指標(biāo)如下：mgo≥86.7％，200℃烘后體積密度≥3.14g/cm3，顯氣孔率(200℃×24h)≤3％，耐壓強度(200℃×24h)≥40mpa，線變化率(1600℃×3h)0～1.0％，碳含量在2％-3％之間。
本發(fā)明以電熔鎂砂、鎂鋁尖晶石粉和炭素為主要原料，引入硅粉、鋁粉、硅粉-鋁粉復(fù)合粉、碳化硅、碳化硼、鎂鋁合金粉等一種或一種以上的混合物為添加劑，控制體系中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過1％，經(jīng)配料、混練，成型，熱處理研發(fā)出的一種超低碳方鎂石-尖晶石-碳磚，在某鋼廠100t鋼包渣線區(qū)使用，平均使用次數(shù)達75爐，解決了鋼水在長時間精煉過程中的鋼水污染問題，降低了耐火材料的成本和煉鋼成本。另外，還有效減緩了鋼水的熱量損失。本發(fā)明對鋼水成分嚴(yán)格控制保證鋼水的潔凈度提出了一種新的途徑，對于節(jié)能降耗、環(huán)境保護具有重要的意義。