專利名稱：鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種鋼鐵工業(yè)用耐火材料。用于爐外精煉窯爐。
背景技術：
冶煉超低碳(C幼.005X)高性能鋼種時，常使用真空爐外精煉，爐外精煉爐使用 低碳鎂碳磚，以減少耐火材料中的碳滲入鋼水中。 一般低碳鎂碳磚含石墨在6%以下。再 降低石墨含量會使低碳鎂碳磚的熱膨脹率上升，使用中易產生剝落。在高真空條件下， 鎂碳磚會產生MgO-C反應
MgO+C = Mg個+CO個 該反應在磚中產生氣孔，進而產生疏松易造成鋼渣侵蝕變大。在RH精煉爐使 用含石墨在3%的低碳鎂碳磚，可冶煉含碳不是太低的鋼種。要冶煉含碳更低的鋼種，就 要再降低磚石墨含量。 另一方面在鋁碳質連鑄長水口，為了應對劇烈的熱震，使用25-35%的石墨， 使用中碳滲入鋼水中，磚中石墨也易氧化，降低使用壽命。這方面也要再降低磚石墨含

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于尋求一種鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，這種不燒 磚在降低磚的石墨含量后，能夠在高溫真空冶煉條件下穩(wěn)定使用。 按照本發(fā)明提供的技術方案，所述不燒磚含鎂鋁尖晶石55-90份，鎂阿隆1-20 份，碳素1-15份，單位為質量份。 優(yōu)選的，所述不燒磚含鎂鋁尖晶石59-78份，鎂阿隆5-15份，碳素5-10份；單
位為質量份。 所述碳素為石墨、炭黑中的一種或兩種物質的組合。 所述不燒磚中還有含碳結合劑，所述含碳結合劑的加入量為2.5 5份，單位為
質量份。 所述含碳結合劑為酚醛樹脂或瀝青中的一種或兩種物質的組合。 在所述不燒磚中添加抗氧化劑，所述抗氧化劑的加入量為0 6份，單位為質量份。 所述抗氧化劑包括以下物質中的一種或多種物質的組合鋁、硅、鋁鎂合金、 碳化硅、碳化硼。 所述石墨的粒度為400目。 所述鎂鋁尖晶石熱膨脹率低、熔點高達2135t:，對堿性渣的耐侵蝕性顯著優(yōu)于 類似熱膨脹率的剛玉、氧化鋁質材料。其作用是保持鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不 燒磚的耐高溫性、抗渣侵蝕性、抗熱震性。 碳素的作用是保持磚的高溫強度、抗熱震性、抗渣滲透性。碳素為石墨、炭黑
3中的一種或多種物質的組合。為了保證碳素能在磚中彌散分布，要求含一定數量的細 粉，同時也要避免粒度過細導致的抗氧化能力下降。 鎂阿隆熔點超過200(TC，具有與碳素有類似的性質，即低的熱膨脹率、不易被 渣潤濕。部分替代碳素可以降低磚中的碳含量，并保持含碳磚優(yōu)異的抗熱震性和抗渣滲 透性。鎂阿隆氧化后生成鎂鋁尖晶石，釋放出W。鎂阿隆在氧化過程中體積變化小，有 利于制品的體積穩(wěn)定性。N2的生成能夠稀釋氧化性氣氛，并可能同鋁、硅等添加劑發(fā)生 原位反應，生成氮化鋁、氮化硅、塞隆等物質，提高材料的高溫強度。放出的氮氣部分 熔入滲進磚氣孔中的渣里，提高了渣的粘度，降低了渣的滲透。 含碳結合劑為酚醛樹脂或瀝青中的一種或多種物質的組合。其主要作用是提供
足夠的常溫強度，并在高溫下碳化后形成耐高溫的碳網絡結構。 鎂阿隆和碳都容易被氧化，兩者復合可以互相保護，延緩氧化。 發(fā)明產品還可以加入部分抗氧化劑來阻擋碳素和鎂阿隆被氧化。抗氧化劑可以
與氧氣反應，堵塞氣孔，使基質更致密，延緩碳和鎂阿隆的氧化。所述抗氧化劑包括以
下材料中的一種或多種鋁、硅、鋁鎂合金、碳化硅、碳化硼。 本發(fā)明的創(chuàng)新點鎂鋁尖晶石、鎂阿隆和碳復合，可以有效發(fā)揮各自的優(yōu)點， 從而產生一種耐高溫、低熱膨脹率、抗熱震性優(yōu)良、抗爐渣侵蝕性強的材料。
本發(fā)明的優(yōu)點是該材料具有和鋁碳質材料接近的熱膨脹率，同時對堿性渣的 抗侵蝕能力顯著提高。和鎂碳質材料相比熱膨脹率下降、抗渣滲透性顯著提高，在高溫 真空冶煉條件下可以避免MgO-C反應，更為穩(wěn)定。設計的技術方案鎂鋁尖晶石與鎂阿隆 和碳復合的不燒磚，作為爐外精煉爐耐火材料使用其可以降低碳含量到5%以下，作為連 鑄耐火材料使用也可以降低其碳含量到15%以下。這種磚的抗剝落抗侵蝕性好。
具體實施例方式
實施例一 含有富鎂電熔鎂鋁尖晶石(八1^20364-66%， Mg033-34% )，粒度為 5-3mm鎂鋁尖晶石15%， 3-lmm35%， l-0mm20%， 200目6%;鎂阿隆(Mg0^25X， AL20^65%， N^2%)600目1%;石墨(100目)15%;鋁粉200目2.5%;金屬硅粉3%; 熱固性酚醛樹脂溶液2.5%。 預先把200目的鎂鋁尖晶石、鎂阿隆(200目)、鋁粉、硅粉一起裝入V型混合 機中，混合15分鐘，裝袋備用；750輪碾機中加入鎂鋁尖晶石顆粒、酚醛樹脂混合3分 鐘一加入石墨混合5分鐘一加入預混合細粉混合20分鐘后裝袋一把混好的料稱量后倒入 1000噸磨擦壓力機磚模中一打壓10次一打好的磚放入200度的隧道窯烘烤24小時一出窯 包裝該磚。該磚可用于精煉鋼包沖擊部位，和傳統(tǒng)鋁鎂碳磚相比使用壽命提高30%。
實施例二 含有富鎂電熔鎂鋁尖晶石(八1^20364-66%， Mg033-34% )，粒度為 5-3mm的25X， 3-lmm的25X， l-0mm的25X， 325目的15%;鎂阿隆粒度為200目
的4% ;炭黑1% ;熱固性酚醛樹脂液體2.5% ;瀝青粉2.5%。 預先把鎂鋁尖晶石(325目)、鎂阿隆(200目)、瀝青粉、炭黑一起裝入V型混合 機中，混合15分鐘，裝袋備用；750輪碾機中加入鎂鋁尖晶石顆粒、酚醛樹脂混合3分 鐘一加入預混合細粉混合20分鐘后裝袋一把混好的料稱量后倒入1000噸磨擦壓力機磚模 中一打壓8次一打好的磚放入200度的隧道窯烘烤24小時一出窯包裝該磚。該磚可用于RH精煉爐下部槽，具有不容易剝落，使用壽命長的特點。 實施例三含燒結富鋁鎂鋁尖晶石(粒度為5-3mm的14%， 3-lmm的35%，l-0mm的6X)，鎂阿隆l-0mm的15%， 200目的5% ;石墨(200目)13% ;炭黑2% ;鋁鎂合金粉200目1.5% ;碳化硅325目3% ;碳化硼325目1.5% ;熱固性酚醛樹脂液4%。 預先把鎂阿隆、鋁鎂合金粉、碳化硅、碳化硼、炭黑等各種細粉一起裝入V型混合機中，混合15分鐘，裝袋備用；750輪碾機中加入鎂鋁尖晶石、鎂阿隆顆粒、酚醛樹脂液混合3分鐘一加入石墨混合5分鐘一加入預混合細粉混合20分鐘后裝袋一把混好的料稱量后倒入2000噸等靜壓力機磚模一等靜壓成型一烘烤一出窯包裝。該磚可用于連鑄長水口。
權利要求
一種鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，其特征是所述不燒磚含鎂鋁尖晶石55-90份，鎂阿隆1-20份，碳素1-15份，單位為質量份。
2. 如權利要求1所述鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，其特征是所述碳素為石墨、炭黑中的一種或兩種物質的組合。
3. 如權利要求1所述鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，其特征是所述不燒磚中還有含碳結合劑，所述含碳結合劑的加入量為2.5 5份，單位為質量份。
4. 如權利要求3所述鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，其特征是所述含碳結合劑為酚醛樹脂或瀝青中的一種或兩種物質的組合。
5. 如權利要求1所述鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，其特征是在所述不燒磚中添加抗氧化劑，所述抗氧化劑的加入量為0 6份，單位為質量份。
6. 如權利要求5所述鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，其特征是所述抗氧化劑包括以下物質中的一種或多種物質的組合鋁、硅、鋁鎂合金、碳化硅、碳化硼。
7. 如權利要求2所述鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，其特征是所述石墨的粒度為400目。
8. 如權利要求1所述鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，其特征是所述不燒磚含鎂鋁尖晶石59-78份，鎂阿隆5-15份，碳素5-10份；單位為質量份。
全文摘要
一種鎂鋁尖晶石與鎂阿隆和碳復合的不燒磚，按照本發(fā)明提供的技術方案，所述不燒磚含鎂鋁尖晶石55-90份，鎂阿隆1-20份，碳素1-15份，單位為質量份。這種不燒磚在降低磚的石墨含量后，能夠在高溫真空冶煉條件下穩(wěn)定使用。
文檔編號C04B35/443GK101691303SQ20091003602
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權日2009年10月16日
發(fā)明者俞曉東, 張雪松, 朱光永 申請人:江蘇蘇嘉集團新材料有限公司