CN111732418B - 一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法 - Google Patents

一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111732418B
CN111732418B CN202010883053.8A CN202010883053A CN111732418B CN 111732418 B CN111732418 B CN 111732418B CN 202010883053 A CN202010883053 A CN 202010883053A CN 111732418 B CN111732418 B CN 111732418B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
carbon
magnesia
ultra
stainless steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010883053.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111732418A (zh
Inventor
郭钰龙
周胜强
张晗
赵伟
颜浩
任林
刘靖轩
刘丽
赵现堂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rizhao Lier High Temperature New Material Co ltd
Rizhao Ruihua New Material Technology Co ltd
Beijing Lier High Temperature Materials Co Ltd
Original Assignee
Rizhao Lier High Temperature New Material Co ltd
Rizhao Ruihua New Material Technology Co ltd
Beijing Lier High Temperature Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rizhao Lier High Temperature New Material Co ltd, Rizhao Ruihua New Material Technology Co ltd, Beijing Lier High Temperature Materials Co Ltd filed Critical Rizhao Lier High Temperature New Material Co ltd
Priority to CN202010883053.8A priority Critical patent/CN111732418B/zh
Publication of CN111732418A publication Critical patent/CN111732418A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111732418B publication Critical patent/CN111732418B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • C04B35/04—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite based on magnesium oxide
    • C04B35/043—Refractories from grain sized mixtures
    • C04B35/0435—Refractories from grain sized mixtures containing refractory metal compounds other than chromium oxide or chrome ore
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63448—Polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63472—Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • C04B35/63476—Phenol-formaldehyde condensation polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817—Carbides
    • C04B2235/3821—Boron carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/402—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/424—Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/425—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9669—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts
    • C04B2235/9676—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts against molten metals such as steel or aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明提供一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法，不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖按照质量份数计算，其制备原料包括：电熔镁砂50‑120份、石墨0.5‑5份、液态酚醛树脂1‑5份、含碳树脂粉0.5‑5份、炭黑0.1‑5份、MgO‑Al2O3‑ZrO2复合粉体0.5‑5份、金属铝粉0.5‑8份、碳化硼0‑1份。该不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，具有很强的热震稳定性和抗钢水冲刷性能；且该超低碳镁碳砖对钢液不产生增碳；具有较低的热导率降低了热损失；CO2排放低，对环境友好；生产过程中减少了天然资源的使用。

Description

一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法。
背景技术
钢包又称钢水包、盛钢桶，是用于盛钢水的，并且对钢水的精炼处理等工艺过程也在钢包中进行，钢包工况的好坏影响前道炼钢工序和后道精炼和连铸工序的钢水质量、炉衬寿命、生产节奏。随着特殊领域(如航天领域)用高纯洁净钢的持续进步和不断发展，对钢材中杂质和合金元素的含量要求越来越苛刻；以及节能环保型社会的建设也需要更高效、环保的材料服务于洁净钢的生产，传统VOD钢包用的镁铬制品和镁白云石制品已经不再具有优势，低碳镁碳制品应运而生。
精炼过程中，由于钢包包底冲击区要经受高温钢水的反复剧烈冲击，加上精炼过程的搅拌和熔渣的侵蚀作用，包底耐火材料除要具有良好的抗冲击性能外，还要具有良好的耐侵蚀性和抗热震稳定性。但对于低碳镁碳砖，随着碳含量的降低，其热震稳定性以及抗钢水冲刷性能就会受到很大影响，提高低碳镁碳制品的热震稳定性能和抗钢水冲刷性能就成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法，不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖具有很强的热震稳定性和抗钢水冲刷性能；且该超低碳镁碳砖对钢液不产生增碳；具有较低的热导率降低了热损失；CO2排放低，对环境友好；生产过程中减少了天然资源的使用。
为了解决上述问题，本发明的一方面提供一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，其制备原料包括：
电熔镁砂50-120份、石墨0.5-5份、液态酚醛树脂1-5份、含碳树脂粉0.5-5份、炭黑0.1-5份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体0.5-5份、金属铝粉0.5-8份、碳化硼0-1份。
MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体为添加剂，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体加入到低碳镁碳制品中，使用过程中MgO与Al2O3原位反应产生镁铝尖晶石，镁铝尖晶石生成过程中产生的体积膨胀，可对材料起到较强的增韧作用，提高材料的强度，同时镁铝尖晶石的生成也并不会导致超低碳镁碳砖中MgO的消耗；复合粉中剩余的氧化锆颗粒之间相互连接，形成交错的柱状结构，该交错的柱状结构有助于提高材料的断裂韧性，增强材料的强度。液态酚醛树脂、含碳树脂粉在原料中充当结合剂，单独的酚醛树脂做结合剂，传统的酚醛树脂高温下碳化后，以玻璃碳形式存在于材料内部，韧性不够，主要表现为热震稳定性的下降；而单独含碳树脂粉作为镁碳材料的结合剂，高温碳化后，因液相粘度高，无法流动状态，呈镶嵌结构，树脂是在高温下形成液相层叠之前就固化了，形成了等方向性均质碳，而等方向性碳与异方向性碳相比，前者收缩90%，后者收缩5%，结果形成高强度致密性碳。而当用含碳树脂粉与酚醛树脂混合碳化时，会在碳化组织的界面形成镶嵌式结构，提高材料结合强度。
炭黑在原料中充当增强剂。炭黑的加入，可以降低热冲击对材料结构的破坏，提高材料的力学性能，提高了超低碳镁碳砖的热震稳定性能和抗钢水冲刷能力。
优选地，按照质量份数计算，其制备原料包括：
电熔镁砂80-92份、石墨1-3份、液态酚醛树脂2.5-3份、含碳树脂粉1-2份、炭黑0.5-2份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1-3份、金属铝粉1-4份、碳化硼0-0.5份。
选用上述优选的原料配比时，可使原料中电熔镁砂与结合剂、增强剂、添加剂等各组分之间具有最佳的相互作用，使得获得的超低碳镁碳砖的力学强度最好，超低碳镁碳砖的热震稳定性能和抗钢水冲刷能力显著提高。
进一步优选地，按照质量份数计算，其制备原料包括：
电熔镁砂82份、石墨3份、液态酚醛树脂3份、含碳树脂粉1份、炭黑2份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1份、金属铝粉1份。
优选地，按照质量份数计算，所述电熔镁砂包括：
粒级为5-3mm的电熔镁砂15-30份、粒级为3-1mm的电熔镁砂15-30份、粒级为1-0.074mm的电熔镁砂10-30份、粒级为0.074mm的电熔镁砂10-30份。
优选地，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为（1-2）：（3-4）：（4-5）。
优选地，所述石墨为规格为-190、-193、-194、-197、-198的石墨中的一种或者几种的组合。
优选地，所述炭黑为N330炭黑、N990炭黑中的一种或两种的组合。N330炭黑有利于促进材料的致密化和有效发挥纳米炭黑粒子对热应力的吸收作用，降低热冲击对材料结构的破坏，而N990炭黑有助于改善镁碳材料的孔结构，有利于试样在高温下形成长径比更大的碳化硅晶须，从而提高材料的力学性能；复合添加N330和N990炭黑能更显著的提高低碳镁碳材料试样的强度和抗热震性。
优选地，所述液态酚醛树脂在25℃以下时粘度不低于1200 mPa·s。
本发明的另一方面提供一种制备上述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的方法，包括以下步骤：
S1. 按照选定质量份数将电熔镁砂、石墨、液态酚醛树脂、含碳树脂粉、炭黑、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体、金属铝粉、碳化硼混合，得到混合料；
S2. 将所述混合料装入模具中成型；
S3. 对步骤S2中成型后的混合料进行热处理，得到所述不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖。
优选地，步骤S1具体包括以下步骤：
先将粒级为5-3mm、3-1mm、1-0.074mm的电熔镁砂干混0.5-3min，然后加入液态酚醛树脂混合0.5-3min，再加入石墨混合1-5min，最后加入粒级为0.074mm的电熔镁砂及含碳树脂粉、炭黑、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体、金属铝粉与碳化硼的共磨粉，混合15-20min，得到所述混合料。
优选地，步骤S2中，采用压机对所述混合料压制成型，压机采用630T或1000T电动螺旋压砖机；
步骤S3中热处理温度为160℃-240℃，处理时间为12h-32h。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1. 本发明的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法，原料中，加入了MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体添加剂，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体加入到低碳镁碳制品中，使用过程中MgO与Al2O3原位反应产生镁铝尖晶石，镁铝尖晶石生成过程中产生的体积膨胀，可对材料起到较强的增韧作用，提高材料的强度，同时镁铝尖晶石的生成也并不会导致低碳镁碳砖中MgO的消耗；复合粉中剩余的氧化锆颗粒之间相互连接，形成交错的柱状结构，该交错的柱状结构有助于提高材料的断裂韧性，增强材料的强度。
2. 本发明的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法，液态酚醛树脂、含碳树脂粉为结合剂；其中而对于液态酚醛树脂和含碳树脂粉，单独的酚醛树脂做结合剂，传统的酚醛树脂高温下碳化后，以玻璃碳形式存在于材料内部，韧性不够，主要表现为热震稳定性的下降；而单独含碳树脂粉作为镁碳材料的结合剂，高温碳化后，因液相粘度高，无法流动状态，呈镶嵌结构，树脂是在高温下形成液相层叠之前就固化了，形成了等方向性均质碳，而等方向性碳与异方向性碳相比，前者收缩90%，后者收缩5%，结果形成高强度致密性碳。而当用含碳树脂粉与酚醛树脂混合碳化时，会在碳化组织的界面形成镶嵌式结构，提高材料结合强度。
3. 本发明的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法，炭黑在原料中充当增强剂。炭黑的加入，可以降低热冲击对材料结构的破坏，提高材料的力学性能，提高了低碳镁碳砖的热震稳定性能和抗钢水冲刷能力。N330炭黑有利于促进材料的致密化和有效发挥纳米炭黑粒子对热应力的吸收作用，降低热冲击对材料结构的破坏，而N990炭黑有助于改善镁碳材料的孔结构，有利于试样在高温下形成长径比更大的碳化硅晶须，从而提高材料的力学性能；复合添加N330和N990炭黑能更显著的提高低碳镁碳材料试样的强度和抗热震性。
4. 本发明的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法，石墨具有良好的导热性能，引入镁碳砖中提高了镁碳砖的热震稳定性。温度变化时，可保证材料内部温度梯度较小，减少砖内的应力，也减少了砖体裂纹的发生；同时石墨对钢包渣的润湿性差，提高了镁碳砖的抗渣能。
5. 本发明的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法，金属铝粉在镁碳砖中主要作用为抗氧化，当镁碳砖中碳被氧化时，砖的抗侵蚀性能大幅下降，加入金属铝粉可保护镁碳砖中的碳。碳化硼也是作为抗氧化剂加入到镁碳砖中，在高温下载镁碳砖试样表面形成致密层从而降低显气孔率，减少镁碳砖体的氧化，提高镁碳砖的抗氧化性能，同时也能改善抗渣侵蚀性能。
6. 本发明的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，配方中各组分相互配合，使获得的低碳镁碳砖具有很强的热震稳定性和抗钢水冲刷性能，优选配方获得的产品体积密度≥3.15g/cm3，显气孔率（200℃×24h）≤4.0%，常温耐压强度（200℃×24h）≥90MPa，高温抗折强度（1400℃×0.5h）≥20MPa，热震残余强度保持率≥22%；且该低碳镁碳砖对钢液不产生增碳；具有较低的热导率，降低了热损失；CO2排放低，对环境友好；生产过程中减少了天然资源的使用。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 25份、电熔镁砂3-1mm 30份、电熔镁砂1-0.074mm 15份、电熔镁砂0.074mm 21.7份、石墨-198 1份、含碳树脂粉1份、N990炭黑0.5份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1.5份、金属铝粉3份、液态酚醛树脂2.8份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：3：5。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法包括以下步骤：
S1. 按照上述质量份数取粒级为5-3mm、3-1mm、1-0.074mm的电熔镁砂，干混1min，然后均匀缓慢加入液态酚醛树脂，加入时长2min，再加入石墨混料3min，最后加入粒级为0.074mm的电熔镁砂及含碳树脂粉、炭黑、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体、金属铝粉的共磨粉，混合15-20min，得到混合料；
S2. 将制备合格的料放入模具，根据砖的品种及形状，在相应吨位的压力机上成型，压机采用630T电动螺旋压砖机进行压制成型；
S3. 将步骤S2中检查验收合格的砖坯推入热处理窑进行热处理，热处理窑内部温度为200℃，烘烤时间为20h，得到所述不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖。
实施例2
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 25份、电熔镁砂3-1mm 30份、电熔镁砂1-0.074mm 15份、电熔镁砂0.074mm 21.7份、石墨-197 0.5份、石墨-194 0.5份、含碳树脂粉1份、N990炭黑0.5份、N330炭黑0.5份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1.5份、金属铝粉3份、碳化硼0.3份、液态酚醛树脂2.8份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为2：4：4。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
实施例3
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 25份、电熔镁砂3-1mm 30份、电熔镁砂1-0.074mm 15份、电熔镁砂0.074mm 21.2份、石墨-194 1.5份、含碳树脂粉1份、N990炭黑0.5份、N330炭黑0.5份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1.5份、金属铝粉3份、碳化硼0.3份、液态酚醛树脂2.8份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：4：4。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
实施例4
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 25份、电熔镁砂3-1mm 30份、电熔镁砂1-0.074mm 15份、电熔镁砂0.074mm 19.7份、石墨-198 1.5份、含碳树脂粉1份、N990炭黑0.5份、N330炭黑0.5份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体3份、金属铝粉3份、碳化硼0.3份、液态酚醛树脂2.8份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：3：5。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
实施例5
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 25份、电熔镁砂3-1mm 30份、电熔镁砂1-0.074mm 15份、电熔镁砂0.074mm 19.5份、石墨-196 1.5份、含碳树脂粉1份、N990炭黑0.5份、N330炭黑0.5份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1.5份、金属铝粉4份、液态酚醛树脂2.8份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：3：5。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
实施例6
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 25份、电熔镁砂3-1mm 30份、电熔镁砂1-0.074mm 15份、电熔镁砂0.074mm 21.7份、石墨-196 1份、含碳树脂粉1份、N990炭黑0.5份、N330炭黑0.5份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1.5份、金属铝粉3份、碳化硼0.3份、液态酚醛树脂2.8份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：3：5。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
实施例7
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 20份、电熔镁砂3-1mm 20份、电熔镁砂1-0.074mm 20份、电熔镁砂0.074mm 20份、石墨-194 3份、含碳树脂粉2份、N990炭黑1份、N330炭黑1份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1份、金属铝粉1份、碳化硼0.5份、液态酚醛树脂2.5份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：3：5。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
实施例8
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 20份、电熔镁砂3-1mm 22份、电熔镁砂1-0.074mm 20份、电熔镁砂0.074mm 20份、石墨-198 3份、含碳树脂粉1份、N990炭黑1份、N330炭黑1份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1份、金属铝粉1份、液态酚醛树脂3份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：3：5。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
实施例9
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 15份、电熔镁砂3-1mm 15份、电熔镁砂1-0.074mm 10份、电熔镁砂0.074mm 10份、石墨-190 5份、含碳树脂粉0.5份、N990炭黑0.1份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体0.5份、金属铝粉8份、碳化硼1份、液态酚醛树脂5份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：3：5。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
实施例10
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 30份、电熔镁砂3-1mm 30份、电熔镁砂1-0.074mm 30份、电熔镁砂0.074mm 30份、石墨-190 0.5份、含碳树脂粉5份、N990炭黑2.5份、N330炭黑2.5份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体5份、金属铝粉0.5份、液态酚醛树脂1份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：3：5。
本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
对比例1
本对比例的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 25份、电熔镁砂3-1mm 30份、电熔镁砂1-0.074mm 15份、电熔镁砂0.074mm21.7份、石墨-198 1份、含碳树脂粉1份、N990炭黑0.5份、金属铝粉3份、液态酚醛树脂2.8份。本实施例所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法与实施例1中相同。
对比例2
本对比例的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，按照质量份数计算，制备原料包括：电熔镁砂5-3mm 25份、电熔镁砂3-1mm 30份、电熔镁砂1-0.074mm 15份、电熔镁砂0.074mm21.7份、石墨-198 1份、N990炭黑0.5份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1.5份、金属铝粉3份、液态酚醛树脂2.8份；其中，MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为1：3：5。
不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖理化指标测定
对上述各实施例、对比例得到的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的体积密度、显气孔率、耐压强度、抗折强度、热震稳定性进行测定，其中，热震残余强度保持率测定方法为：切耐压标砖65mm×65mm×65mm样块，分别检测热震前耐压强度、1次风冷热震后残余耐压强度，1次风冷热震后残余耐压强度/热震前耐压强度*100%=震残余强度保持率。测定结果如表1。对比例1的超低碳镁碳砖中未加入MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体添加剂，其耐压强度、抗折强度、热震稳定性较差；对比例2中未加入含碳树脂粉，单独液态酚醛树脂作为镁碳材料的结合剂，形成的超低碳镁碳砖的耐压强度、抗折强度、热震稳定性较差；而本发明的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖具有较好的常温耐压强度、较好的高温抗折强度和较强的热震稳定性。其中，实施例1-8的优选配方获得的产品体积密度≥3.15g/cm3，显气孔率（200℃×24h）≤4.0%，常温耐压强度（200℃×24h）≥90MPa，高温抗折强度（1400℃×0.5h）≥20MPa，热震残余强度保持率≥22%。其中，实施例8为最优实施例，获得的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖具有最高的常温耐压强度和最高的高温抗折强度及热震稳定性。
表1
Figure 303093DEST_PATH_IMAGE001
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，其特征在于，按照质量份数计算，其制备原料包括：
电熔镁砂80-92份、石墨1-3份、液态酚醛树脂2.5-3份、含碳树脂粉1-2份、炭黑0.5-2份、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体1-3份、金属铝粉1-4份、碳化硼0-0.5份；
按照质量份数计算，所述电熔镁砂包括：粒级为5-3mm的电熔镁砂15-30份、粒级为3-1mm的电熔镁砂15-30份、粒级为1-0.074mm的电熔镁砂10-30份、粒级为0.074mm的电熔镁砂10-30份；
MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体中，MgO、Al2O3、ZrO2的质量比为（1-2）：（3-4）：（4-5）；
所述炭黑为N330炭黑、N990炭黑两种的组合；
所述不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖的制备方法包括以下步骤：
S1.按照选定质量份数先将粒级为5-3mm、3-1mm、1-0.074mm的电熔镁砂干混0.5-3min，然后加入液态酚醛树脂混合0.5-3min，再加入石墨混合1-5min，最后加入粒级为0.074mm的电熔镁砂及含碳树脂粉、炭黑、MgO-Al2O3-ZrO2复合粉体、金属铝粉与碳化硼的共磨粉，混合15-20min，得到混合料；
S2. 将所述混合料装入模具中成型；
S3. 对步骤S2中成型后的混合料进行热处理，得到所述不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖。
2.根据权利要求1所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，其特征在于：
所述石墨为规格为-190、-193、-194、-197、-198的石墨中的一种或者几种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，其特征在于：
所述液态酚醛树脂在25℃以下时粘度不低于1200 mPa·s。
4.根据权利要求1或2所述的不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖，其特征在于：
步骤S2中，采用压机对所述混合料压制成型，压机采用630T或1000T电动螺旋压砖机；
步骤S3中热处理温度为160℃-240℃，处理时间为12h-32h。
CN202010883053.8A 2020-08-28 2020-08-28 一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法 Active CN111732418B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010883053.8A CN111732418B (zh) 2020-08-28 2020-08-28 一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010883053.8A CN111732418B (zh) 2020-08-28 2020-08-28 一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111732418A CN111732418A (zh) 2020-10-02
CN111732418B true CN111732418B (zh) 2020-12-18

Family

ID=72658144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010883053.8A Active CN111732418B (zh) 2020-08-28 2020-08-28 一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111732418B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112408948A (zh) * 2020-12-04 2021-02-26 北京利尔高温材料股份有限公司 一种冶炼低碱度渣用镁碳砖
CN112759369A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 营口东邦环保科技股份有限公司 高热震稳定性镁碳砖
CN113336558A (zh) * 2021-05-12 2021-09-03 江苏苏嘉集团新材料有限公司 一种抗热震稳定性强的镁碳砖及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5318933A (en) * 1993-03-24 1994-06-07 Indresco Inc. Carbon-containing carbon bonded refractories with improved physical properties
CN101220195A (zh) * 2008-01-28 2008-07-16 郑州大学 含纳米碳粉的酚醛树脂、纳米碳改性的低碳镁碳砖及制备方法
CN108484130A (zh) * 2018-06-14 2018-09-04 营口石元耐火材料有限公司 一种纳米碳增强的低碳镁碳砖及其制备方法
CN110128154A (zh) * 2019-05-29 2019-08-16 海城利尔麦格西塔材料有限公司 一种添加碳氮化钛的低碳镁碳砖及制备方法
CN110423125A (zh) * 2019-07-26 2019-11-08 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司 复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用
CN111302770A (zh) * 2020-02-18 2020-06-19 海城利尔麦格西塔材料有限公司 以钙镁铝酸盐为添加剂的抗侵蚀钢包镁碳砖及其制备方法
CN111333408A (zh) * 2020-03-10 2020-06-26 北京利尔高温材料股份有限公司 一种再生镁铝碳质中间包干式料及其制备方法
CN111517761A (zh) * 2020-04-16 2020-08-11 北京利尔高温材料股份有限公司 一种复合内衬材料及其应用和应用方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025788A (ko) * 2018-08-31 2020-03-10 (주)포스코케미칼 Rh 침적관 내화벽돌용 조성물

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5318933A (en) * 1993-03-24 1994-06-07 Indresco Inc. Carbon-containing carbon bonded refractories with improved physical properties
CN101220195A (zh) * 2008-01-28 2008-07-16 郑州大学 含纳米碳粉的酚醛树脂、纳米碳改性的低碳镁碳砖及制备方法
CN108484130A (zh) * 2018-06-14 2018-09-04 营口石元耐火材料有限公司 一种纳米碳增强的低碳镁碳砖及其制备方法
CN110128154A (zh) * 2019-05-29 2019-08-16 海城利尔麦格西塔材料有限公司 一种添加碳氮化钛的低碳镁碳砖及制备方法
CN110423125A (zh) * 2019-07-26 2019-11-08 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司 复合转炉镁碳砖及其制备方法与应用
CN111302770A (zh) * 2020-02-18 2020-06-19 海城利尔麦格西塔材料有限公司 以钙镁铝酸盐为添加剂的抗侵蚀钢包镁碳砖及其制备方法
CN111333408A (zh) * 2020-03-10 2020-06-26 北京利尔高温材料股份有限公司 一种再生镁铝碳质中间包干式料及其制备方法
CN111517761A (zh) * 2020-04-16 2020-08-11 北京利尔高温材料股份有限公司 一种复合内衬材料及其应用和应用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111732418A (zh) 2020-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111732418B (zh) 一种不锈钢钢包包底用超低碳镁碳砖及其制备方法
CN111732416B (zh) 一种抗氧化、抗剥落性能优异的钢包内衬用超低碳镁碳砖及其制备方法
CN101774818B (zh) 钢包包衬用铝/锌复合超低碳镁铝碳砖
CN111807819B (zh) 一种冶炼不锈钢用高强高侵蚀低碳镁碳砖及制备方法
CN111732419B (zh) 一种性能优良的超低碳镁碳砖及其制备方法
CN111187090A (zh) 一种钢包用尖晶石微粉浇注料和由该浇注料制备预制件的方法
CN101475382A (zh) 一种低碳镁碳砖、制作方法及其应用
CN109836136A (zh) 一种低碳铝镁碳砖及其制备方法
CN110143807A (zh) 一种钢包渣线用金属复合低碳镁碳砖及其制备方法
CN115141008B (zh) 一种长寿命摆动沟浇注料及其制备方法
CN101439976A (zh) 用于制作浸入式水口的组合物
CN111925189A (zh) 一种复合镁碳砖及其制备方法
WO2011125536A1 (ja) 厚肉鱗状黒鉛含有耐火物
CN111732417B (zh) 一种抗氧化性能优异的耐冲刷超低碳镁碳砖及其制备方法
CN111348903A (zh) 一种铝碳质整体塞棒及其制备方法
CN103467119A (zh) 一种微孔铝碳砖的制备方法
CN112500135A (zh) 一种镁钙质中间包干式工作衬料及其制备方法
CN112358305A (zh) 一种防纵裂的电炉钢包包壁镁碳砖及其制备工艺
JP2011208252A (ja) アルミニウム精錬用カソードカーボンブロック及びその製造方法
CN114736007A (zh) 一种低导热高性能铝镁碳熔池砖及其制备方法
CN211640344U (zh) 一种新型异型坯中间包湍流控制器
CN114315387A (zh) 一种长寿命的叶腊石碳化硅碳砖及其制备方法
CN108975925B (zh) 一种钢包耐火透气砖的制备方法
CN111763075A (zh) 一种镁碳砖及其制备方法
CN112408948A (zh) 一种冶炼低碱度渣用镁碳砖

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Guo Yulong

Inventor after: Zhou Shengqiang

Inventor after: Zhang Han

Inventor after: Zhao Wei

Inventor after: Yan Hao

Inventor after: Ren Lin

Inventor after: Liu Jingxuan

Inventor after: Liu Li

Inventor after: Zhao Xiantang

Inventor before: Zhang Han

Inventor before: Guo Yulong

Inventor before: Zhao Wei

Inventor before: Yan Hao

Inventor before: Ren Lin

Inventor before: Liu Jingxuan

Inventor before: Liu Li

Inventor before: Zhao Xiantang

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant