一种钢包渣线镁碳砖及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供一种钢包渣线镁碳砖，按重量百分比，包括如下组分：电熔镁砂颗粒60～75％，电熔镁砂细粉8～20％，铝硅合金粉1～3％，碳化硅细粉1～2％，钾长石细粉0～1％，鳞片石墨12～16％，结合剂2～4％。本发明专利技术通过调整渣线砖大颗粒骨料的用量，优化基质，添加复合添加剂等方式，增强渣线镁碳砖高温性能，抗钢水和渣的侵蚀性能以热震稳定性。本发明专利技术提出的钢包渣线镁碳砖，特别适合于进行二次精练的钢包渣线部位，尤其是LF+VD的精练方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐火材料领域，具体涉及一种含氧化物、碳化物的耐火复合材料。
技术介绍
随着我国炼钢技术的飞速发展，钢铁工业已逐步从单纯数量增长型转化为质量效益型，特种钢的冶炼比越来越大。特种钢的冶炼对耐火材料提出了更高的要求，尤其是作为精练炉衬的钢包耐火材料，为了生产出高质量的特种钢，其精练普遍采取抽真空、强搅拌、加合金、多造渣等工艺，加剧了钢包耐火材料的侵蚀，钢包寿命尤其是渣线寿命骤降，最终影响钢包整体周转，对于钢厂生产节奏、吨钢耐材消耗量等均有很大影响，如何提升精炼钢包渣线耐材使用寿命成为一项攻关课题。技术专利CN203356584U提出本体形状为辐射型六面体的镁碳砖，保证砌筑时砖与砖之间以及环与环之间较好地吻合，减少熔渣沿砖缝的侵蚀。虽然该技术在形状上进行了改进，但渣线耐腐蚀的核心还是在于材料的改进。专利技术专利CN102898156A提出一种钢包渣线镁碳砖及其制备方法，主要采用了再生镁砂骨料，少量使用了电熔镁砂粉。该技术对废弃镁碳砖进行了充分利用，但是二次精炼的钢包同时要进行精炼和吹氩的操作以使钢水的氢氧含量达到ppm级，真空度要达到67Pa并保持时间30分钟以上，要求钢包的渣线变形程度更低，这就对渣线砖的成分和制备成型有了更高的要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处，本专利技术的目的是提出一种精炼钢包渣线镁碳砖及制备方法，主要是以不同颗粒级配的电熔镁砂为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，通过添加复合添加剂，使产品具有良好高温强度和抵抗钢水和渣的侵蚀性能，非常适应于精练钢包渣线的需要，尤其是LF+VD等二次钢包精炼的生产需要，有效提升渣线镁碳砖寿命。本专利技术的另一目的是提出所述钢包渣线镁碳砖的应用。实现本专利技术上述目的的技术方案为：一种钢包渣线镁碳砖，按重量百分比，包括如下组分：电熔镁砂颗粒60～75％，电熔镁砂细粉8～20％，铝硅合金粉1～3％，碳化硅细粉1～2％，钾长石细粉0～1％，鳞片石墨12～16％，结合剂2～4％。其中，所述电熔镁砂颗粒的粒级为8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm且不为0，各粒级的质量比为1：(4～6)：(4～6)：(2～4)；所述电熔镁砂细粉的粒级为100目～400目，所述电熔镁砂化学组分的质量百分比为：MgO≥97.0，CaO≤1.4，SiO2≤1.2，Fe2O3≤0.6，体密≥3.45g/㎝3。其中，所述鳞片石墨的粒级为100目～200目，鳞片石墨中碳的质量百分比为C≥94.0％。其中，所述铝硅合金粉的粒级为200目～400目，其纯度按质量百分比≥99.0％。其中，所述碳化硅细粉的粒级为100目～300目，按质量百分比其中SiC≥97.0％；所述钾长石细粉细粉的粒级为100目～300目。其中，所述结合剂为酚醛树脂，固含量≥80％，按质量百分比，其中残碳≥46％，游离酚≤10％，水分≤3.0％，pH值6.8～7.5。本专利技术所述的钢包渣线镁碳砖的制备方法，包括步骤：1)先将碳化硅细粉、铝硅合金粉、钾长石细粉以及电熔镁砂细粉在干式振动磨中混合均匀，制成共磨粉；2)在生产时，先将电熔镁砂颗粒骨料按比例干混2～5分钟，然后在2～3分钟内一次性缓慢加入结合剂，之后加入鳞片石墨混1～2分钟，最后加入共磨粉混合20～30分钟后出料；3)压制成型，经热处理，出窑拣选，得到镁碳砖。其中，所述步骤3)的热处理为：在干燥窑内干燥热处理24小时以上，其中进窑口温度不得为40～60℃，在50～60℃下烘烤8～12小时，在110℃烘烤8～9小时，在200～250℃烘烤8～10小时。用本专利技术所述的钢包渣线镁碳砖制备的钢包。进一步地，所述钢包为精炼钢包，所述精炼为LF+VD(钢包精炼+真空脱气)的精炼方式。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过调整渣线砖大颗粒骨料的用量，优化基质，添加复合添加剂等方式，增强渣线镁碳砖高温性能，抗钢水和渣的侵蚀性能以热震稳定性。本专利技术提出的钢包渣线镁碳砖，特别适合于进行二次精练的钢包渣线部位，尤其是LF+VD的精练方式。具体实施方式现以以下最佳实施例来说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中，如无特殊说明，所使用的设备和方法均为所属领域常规的设备和方法。实施例中，电熔镁砂中MgO≥97.0，CaO≤1.4，SiO2≤1.2，Fe2O3≤0.6，体密≥3.45g/㎝3。鳞片石墨中碳的质量百分比为C≥94.0％。铝硅合金粉纯度≥99.0％。碳化硅细粉中SiC≥97.0％。酚醛树脂固含量≥80％，其中残碳≥46％，游离酚≤10％，水分≤3.0％，pH值6.8～7.5。实施例1制备钢包渣线镁碳砖的原料和粒级见表1，制备过程为：将碳化硅细粉、铝硅合金粉、钾长石细粉以及电熔镁砂细粉在干式振动磨中混合均匀，制成共磨粉；向混料槽内加入颗粒骨料，搅拌4分钟，一次性缓慢加入结合剂湿混3分钟，再加入鳞片石墨混2分钟，没有大量的石墨飞扬，最后加入所有共磨粉搅拌30分钟后出料，之后在压砖机上成型，成型操作要遵守四角扒料，先轻后重的原则进行操作。然后干燥热处理24小时：其中进窑口温度为60℃，烘烤时间8小时，110℃烘烤时间8小时，220℃烘烤时间8小时。制得的渣线镁碳砖的主要理化指标如下：MgO74.0％，200℃烘后体积密度3.13g/cm3，显气孔率(200℃×24h)3.0％，耐压强度(200℃×24h)44MPa，线变化率(1600℃×3h)0.35％。本产品经过在某钢厂LF+VD精炼钢包试用(60吨，工作层厚度200mm，使用残余厚度≥70mm，LF精练时间50～70min，VD精练时间50～70min)，使用寿命达30次，在使用过程中稳定性好。实施例2制备钢包渣线镁碳砖的原料和粒级见表1，制备过程为：将碳化硅细粉、铝硅合金粉、钾长石细粉以及电熔镁砂细粉在干式振动磨中混合均匀，制成共磨粉；向混料槽内加入颗粒骨料，搅拌5分钟，一次性缓慢加入结合剂湿混2分钟，再加入鳞片石墨混2分钟，没有大量的石墨飞扬，最后加入所有共磨粉搅拌30分钟后出料，之后在压砖机上成型，成型操作要遵守四角扒料，先轻后重的原则进行操作。然后干燥热处理28小时：其中进窑口温度为60℃，烘烤时间10小时，110℃烘烤时间10小时，220℃烘烤时间8小时。所得的渣线镁碳砖的主要理化指标如下：MgO77.0％，200℃烘后体积密度3.20g/cm3，显气孔率(200℃×24h)3.0％，耐压强度(200℃×24h)42MPa，线变化率(1600℃×3h)0.4％。本产品经过60吨在某钢厂LF+VD精炼钢包试用(工作层厚度200mm,使用残余厚度≥70mm，LF精练时间50～70min，VD精练时间50～70min)，使用寿命达25次，在使用过程中稳定性好。实施例3制备钢包渣线镁碳砖的原料和粒级见表1，制备过程为：将碳化硅细粉、铝硅合金粉、钾长石细粉以及电熔镁砂细粉在干式振动磨中混合均匀，制成共磨粉；向混料槽内加入颗粒骨料，搅拌5分钟，一次性缓慢加入结合剂湿混2分钟，再加入鳞片石墨混1分钟，没有大量的石墨飞扬，最后加入所有共磨粉搅拌25分钟后出料，之后在压砖机上成型，成型操作要遵守四角扒料，先轻后重的原则进行操作。然后干燥热处理25小时：其中进窑口温度为60℃，烘烤时间9小时，110℃烘烤时间8小时，22本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢包渣线镁碳砖，其特征在于，按重量百分比，包括如下组分：电熔镁砂颗粒60～75％，电熔镁砂细粉8～20％，铝硅合金粉1～3％，碳化硅细粉1～2％，钾长石细粉0～1％，鳞片石墨12～16％，结合剂2～4％。

【技术特征摘要】
1.一种钢包渣线镁碳砖，其特征在于，按重量百分比，包括如下组分：电熔镁砂颗粒60～75％，电熔镁砂细粉8～20％，铝硅合金粉1～3％，碳化硅细粉1～2％，钾长石细粉0～1％，鳞片石墨12～16％，结合剂2～4％。2.根据权利要求1所述的钢包渣线镁碳砖，其特征在于，所述电熔镁砂颗粒的粒级为8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm且不为0，各粒级的质量比为1：(4～6)：(4～6)：(2～4)；所述电熔镁砂细粉的粒级为100目～400目，所述电熔镁砂化学组分的质量百分比为：MgO≥97.0，CaO≤1.4，SiO2≤1.2，Fe2O3≤0.6，体密≥3.45g/㎝3。3.根据权利要求1所述的钢包渣线镁碳砖，其特征在于，所述鳞片石墨的粒级为100目～200目，鳞片石墨中碳的质量百分比为C≥94.0％。4.根据权利要求1所述的钢包渣线镁碳砖，其特征在于，所述铝硅合金粉的粒级为200目～400目，其纯度按质量百分比≥99.0％。5.根据权利要求1所述的钢包渣线镁碳砖，其特征在于，所述碳化硅细粉的粒级为100目～300目，按质量百分比其中SiC≥97.0％；所述钾长...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘靖轩，任林，赵伟，于希阳，曹仁锋，刘丽，王次明，胡玲军，赵传亮，张艳凤，
申请(专利权)人：北京利尔高温材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11