本發(fā)明涉及低碳鎂碳磚的制備，尤其涉及一種低碳鎂碳磚制備方法。

背景技術(shù)：

1、鎂碳磚作為一種重要的耐火材料，以其耐高溫、抗渣能力強(qiáng)、抗熱震性高和高溫蠕變低等優(yōu)良特性，在轉(zhuǎn)爐、交流電弧爐、直流電弧爐的內(nèi)襯和鋼包的渣線等部位有著廣泛的應(yīng)用。然而，隨著冶煉技術(shù)的進(jìn)步和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，對(duì)耐火材料的要求也越來越高。傳統(tǒng)鎂碳磚在長(zhǎng)期的應(yīng)用實(shí)踐中逐漸暴露出了一些不足，如熱導(dǎo)率高導(dǎo)致熱損耗大、在冶煉品質(zhì)鋼或超低碳鋼時(shí)引起增碳問題，以及消耗大量石墨資源等。

2、為了解決這些問題，開發(fā)低碳含量、性能優(yōu)異的低碳鎂碳磚成為業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)。低碳鎂碳磚的制備需要克服單純降低碳含量帶來的熱震穩(wěn)定性及抗渣滲透性下降等問題。因此，研究一種既能夠降低碳含量，又能夠保持或提高鎂碳磚性能的制備方法顯得尤為重要。在此背景下，一種低碳鎂碳磚的制備方法應(yīng)運(yùn)而生，該方法通過優(yōu)化原料配比、改進(jìn)制備工藝等手段，成功制備出了低碳、高性能的鎂碳磚，滿足了鋼鐵工業(yè)對(duì)耐火材料的新要求。

3、中國(guó)專利公開號(hào)：cn102329136b公開了一種鎂碳磚的制備方法，具體地說是一種常溫固化的鎂碳磚的制備，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。該制備過程為：取鎂砂、碳素、酚醛樹脂結(jié)合劑和輕燒白云石粉混得到混合泥料；如果使用傾斜式逆流混合機(jī)混煉，可以省去預(yù)混煉工序，把所需物料直接放入其中混煉，得到混合泥料。將所得混合泥料放入壓機(jī)模具中加壓成型，得到成型的鎂碳磚；將成型的鎂碳磚在室溫下保存2-4天后即得鎂碳磚。由于減少了烘烤工序，鎂碳磚可以節(jié)約烘烤所需的能源按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)為80-120公斤/噸。所得的鎂碳磚中氧化鈣含量高，有一定的高溫蠕變性，和普通的鎂碳磚相比抗剝落性較好，若用作冶煉不銹鋼的爐襯材料可以延長(zhǎng)使用壽命，凈化鋼水。

4、由此可見，所述鎂碳磚的制備方法存在以下問題：該方法省去預(yù)混煉工序，在室溫下保存2-4天即可得到成品鎂碳磚，但是該方法對(duì)制備鎂碳磚的過程缺乏監(jiān)測(cè)，無法保證最終制得的鎂碳磚的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種低碳鎂碳磚制備方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)制備鎂碳磚的過程缺乏監(jiān)測(cè)，無法保證最終制得的低碳鎂碳磚的質(zhì)量的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種低碳鎂碳磚制備方法，包括：

3、步驟s1，將鎂砂、石墨、炭黑、抗氧化劑和結(jié)合劑按照預(yù)設(shè)比例加入攪拌機(jī)中攪拌均勻后混煉以得到泥料；

4、步驟s2，將所述泥料加入真空高壓成型機(jī)中分層成型以得到低碳鎂碳磚坯體；

5、步驟s3，將所述低碳鎂碳磚坯體進(jìn)行熱處理以得到低碳鎂碳磚；

6、步驟s4，對(duì)低碳鎂碳磚進(jìn)行超聲檢測(cè)，基于超聲檢測(cè)結(jié)果的反射波峰值確定低碳鎂碳磚是否存在層裂，針對(duì)低碳鎂碳磚存在層裂的條件將低碳鎂碳磚進(jìn)行區(qū)域劃分，基于單個(gè)子區(qū)域的第一層裂數(shù)量計(jì)算層裂方差并基于層裂方差確定層裂分布方式，以基于層裂分布方式確定調(diào)節(jié)所述低碳鎂碳磚坯體高壓成型過程的參數(shù)，或調(diào)節(jié)混煉過程的參數(shù)。

7、進(jìn)一步地，在所述步驟s2中，所述低碳鎂碳磚坯體的分層成型過程包括：

8、將所述泥料鋪滿模具的第一層空間，振動(dòng)后加壓以得到第一層低碳鎂碳磚坯體；

9、基于所述第一層低碳鎂碳磚坯體上表面將所述第一層低碳鎂碳磚坯體劃分為若干子區(qū)域，基于預(yù)設(shè)孔洞排布方式在所述第一層低碳鎂碳磚坯體中鉆孔，卸去部分壓力并保持預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；

10、在所述第一層低碳鎂碳磚坯體上表面涂布一層結(jié)合劑，將所述泥料鋪滿模具的第二層空間，振動(dòng)后加壓以得到第二層低碳鎂碳磚坯體，按照所述第一層低碳鎂碳磚坯體的子區(qū)域劃分第二層低碳鎂碳磚坯體的子區(qū)域，重復(fù)上述操作以得到第三層低碳鎂碳磚坯體直至得到所述低碳鎂碳磚坯體。

11、進(jìn)一步地，在所述步驟s1中，所述鎂砂、所述石墨、所述炭黑、所述抗氧化劑和所述結(jié)合劑的添加順序?yàn)殒V砂-石墨-結(jié)合劑-納米炭黑-抗氧化劑。

12、進(jìn)一步地，在所述步驟s3中，對(duì)所述低碳鎂碳磚坯體進(jìn)行熱處理包括將所述低碳鎂碳磚坯體在高溫環(huán)境下烘烤24h，其中，所述高溫環(huán)境的溫度范圍為150-200℃。

13、進(jìn)一步地，在所述步驟s4中，對(duì)低碳鎂碳磚進(jìn)行超聲檢測(cè)以確定低碳鎂碳磚是否存在層裂的過程包括：

14、基于低碳鎂碳磚的子區(qū)域?qū)Φ吞兼V碳磚進(jìn)行超聲檢測(cè)；

15、基于單個(gè)子區(qū)域獲取超聲檢測(cè)的反射信號(hào)波形圖，將其與標(biāo)準(zhǔn)反射信號(hào)波形圖進(jìn)行比較；

16、基于反射波峰值小于預(yù)設(shè)峰值的比較結(jié)果確定存在層裂。

17、進(jìn)一步地，在所述步驟s4中，基于超聲檢測(cè)確定層裂分布方式的過程包括：

18、基于單個(gè)子區(qū)域的第一層裂數(shù)量計(jì)算低碳鎂碳磚的層裂方差；

19、將所述層裂方差與預(yù)設(shè)方差進(jìn)行比較；

20、基于所述層裂方差小于或等于所述預(yù)設(shè)方差的比較結(jié)果確定層裂的分布方式為均勻分布；

21、基于所述層裂方差大于所述預(yù)設(shè)方差的比較結(jié)果確定層裂的分布方式為非均勻分布；

22、其中，第一層裂數(shù)量為所述反射波峰值小于所述預(yù)設(shè)峰值的峰的數(shù)量。

23、進(jìn)一步地，基于所述均勻分布的條件調(diào)節(jié)孔洞數(shù)量的過程包括：

24、統(tǒng)計(jì)各層低碳鎂碳磚坯體的第二層裂數(shù)量，并將所述第二層裂數(shù)量與預(yù)設(shè)數(shù)量進(jìn)行比較；

25、基于所述第二層裂數(shù)量大于所述預(yù)設(shè)數(shù)量的比較結(jié)果調(diào)節(jié)孔洞數(shù)量；

26、基于所述第二層裂數(shù)量與所述預(yù)設(shè)數(shù)量的第一差值百分比，針對(duì)所述孔洞數(shù)量設(shè)置若干種調(diào)節(jié)方式，且每種調(diào)節(jié)方式對(duì)所述孔洞數(shù)量的增加幅度與第一差值百分比成正相關(guān)。

27、進(jìn)一步地，基于所述均勻分布的條件調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率的過程包括：

28、基于所述第二層裂數(shù)量小于或等于所述預(yù)設(shè)數(shù)量的比較結(jié)果調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率；

29、基于所述預(yù)設(shè)數(shù)量與所述第二層裂數(shù)量的第二差值百分比，針對(duì)所述振動(dòng)頻率設(shè)置若干種調(diào)節(jié)方式，且每種調(diào)節(jié)方式對(duì)所述振動(dòng)頻率的增加幅度與第二差值百分比呈正相關(guān)。

30、進(jìn)一步地，基于所述非均勻分布的條件調(diào)節(jié)攪拌速率的過程包括：

31、基于所述第一層裂數(shù)量確定最大層裂數(shù)量和最小層裂數(shù)量的差值，將所述差值與預(yù)設(shè)差值進(jìn)行比較；

32、基于所述差值大于所述預(yù)設(shè)差值的比較結(jié)果確定調(diào)節(jié)攪拌速率；

33、基于所述差值與所述預(yù)設(shè)差值的第一差值，針對(duì)所述攪拌速率設(shè)置若干種調(diào)節(jié)方式，且每種調(diào)節(jié)方式對(duì)所述攪拌速率的增加幅度與第一差值成正相關(guān)。

34、進(jìn)一步地，基于所述非均勻分布的條件調(diào)節(jié)攪拌時(shí)長(zhǎng)的過程包括：

35、基于所述差值小于或等于所述預(yù)設(shè)差值的比較結(jié)果確定調(diào)節(jié)攪拌時(shí)長(zhǎng)；

36、基于所述預(yù)設(shè)差值與所述差值的第二差值，針對(duì)所述攪拌時(shí)長(zhǎng)設(shè)置若干種調(diào)節(jié)方式，且每種調(diào)節(jié)方式對(duì)所述攪拌時(shí)長(zhǎng)的增加幅度與第二差值成正相關(guān)。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明通過設(shè)置分層成型的方式制備低碳鎂碳磚，在單層低碳鎂碳磚坯體成型后鉆孔以便于低碳鎂碳磚坯體中的氣體排出，避免壓力撤出后，坯體中氣體膨脹導(dǎo)致低碳鎂碳磚中出現(xiàn)層裂現(xiàn)象，對(duì)最終成型的低碳鎂碳磚進(jìn)行超聲檢測(cè)，根據(jù)反射信號(hào)波形圖確定低碳鎂碳磚中是否存在層裂，針對(duì)存在層裂的情況確定層裂分布方式，基于均勻分布的情況增加孔洞數(shù)量或振動(dòng)頻率以使氣體更好地排出，非均勻分布是原料混合不均勻?qū)е碌?，增加混煉速率或混煉時(shí)長(zhǎng)以提高泥料的均勻性從而避免因泥料不均勻產(chǎn)生的層裂，從而提高了低碳鎂碳磚的質(zhì)量。

38、進(jìn)一步地，本發(fā)明通過對(duì)制備的低碳鎂碳磚進(jìn)行超聲檢測(cè)，基于反射波峰值確定是否存在層裂，超聲波在遇到層裂時(shí)能量被吸收一部分，反射波的峰值會(huì)低于沒有層裂的反射波，波峰的高度表示層裂的大小，層裂縫隙越大，波峰越低，波峰低于預(yù)設(shè)波峰的數(shù)量表示層裂的數(shù)量，從而提高了層裂的檢測(cè)精度，進(jìn)一步提高了低碳鎂碳磚的質(zhì)量。

39、進(jìn)一步地，本發(fā)明基于均勻分布的層裂增加孔洞數(shù)量或提高振動(dòng)頻率，增加氣體排出率，基于非均勻分布的層裂增加混煉速率或混煉時(shí)長(zhǎng)，增加泥料的均勻性，從而進(jìn)一步提高低碳鎂碳磚的質(zhì)量。