【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于洁净钢、特殊钢、不锈钢等特种钢冶炼或精炼炉衬用新材料领域的耐火材料，具体涉及一种抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖及其制造方法。
技术介绍
1、近年来，随着钢铁冶炼技术的发展，冶炼洁净钢、纯净钢、特殊钢越来越多，对冶炼炉衬用耐火材料越来越苛刻，通过对白云石质（镁钙质）耐火材料的理论研究和实际试验，得出镁钙质材料不但不污染钢水，反而能净化钢水，因此镁钙质耐火材料是炉外精炼冶炼洁净钢、纯净钢、特殊钢等设备的首选耐火材料。
2、不烧镁钙碳砖虽然有着净化钢水、热震性好等种种优点，但是如何解决生产、储运过程水化及耐侵蚀的问题，研究人员进行了许多试验研究。本行业技术人员公知，镁钙耐火制品中的cao很活泼，接触水后能很快反应从而生成ca(oh)2，因此cao特别易于水化；水化不但造成了不烧镁钙碳砖强度、耐火度的下降，水化严重时，甚至会造成砖的开裂、散塌，造成砖的表面不美观。
3、目前改善和解决镁钙质产品水化问题途径诸多，有一定效果，但还是不能满足企业的需要。为了净化钢水、延长炉衬寿命、降低耐火材料消耗，本专利技术提供一种抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖及其制造方法，满足工业化生产需求。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖及其制造方法，旨在提高镁钙碳不烧砖在混料、压制、加热固化以及储存、运输过程中抗水化性能和提高镁钙碳制品的耐侵蚀性，从而提高冶炼炉的使用寿命、降低能耗、绿色生产。
2、为了实现上述目的，
3、一种抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖，包括以下重量份的原料：
4、8~5mm的镁钙砂5~10份、5~3mm的镁钙砂20~35份、3~1mm的镁钙砂10~25份、1~0mm的镁钙砂5~20份、≤0.074mm的镁砂细粉10~20份、92~98的石墨0.5~5份、添加剂0.2~0.8份、抗氧化剂0.5~2份、结合剂2~4份、环保型复合碳结合剂0.5~2份、固化剂0.1~0.5份。
5、进一步地，镁钙砂的制备方法为：废弃低品位菱镁矿石（氧化钙质量含量大于1.5%）、白云石矿按氧化钙质量含量的要求配制出矿粉，压球、再经过电熔，生产出不同氧化钙质量含量的镁钙砂。
6、进一步地，所述镁钙砂、镁砂理化指标如表1。
7、表1 镁钙砂、镁砂理化指标
8、
9、注：%为质量百分数。
10、进一步地，所述石墨的理化指标如表2。
11、表2 石墨理化指标
12、
13、注：%为质量百分数。
14、进一步地，所述的添加剂为纳米二硼化钛（tib2），纳米二硼化钛与纯铁接触时比碳化钨或氮化硅更稳定，熔点2930ºc，抗氧化性能和化学稳定性好、耐磨性和抗液态金属侵蚀能力优异。
15、进一步地，所述的抗氧化剂为金属硅粉（200目，si质量含量大于95%）或碳化硅粉（200目，sic质量含量大于95%）。
16、进一步地，所述的结合剂为无水液态酚醛树脂，固化剂为乌洛托品。
17、进一步地，环保型复合碳结合剂制备方法为：将酚醛树脂粉、高温沥青粉、碳黑按重量比例15份：80份：5份进行混合，混合均匀后装入密闭反应釜中，加热350~400℃，1~2小时，放出磨成100目细粉，备用。
18、进一步地，所述的复合碳结合剂理化指标如表3。
19、表3 复合碳结合剂理化指标。
20、
21、注：%为质量百分数。
22、一种抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖的制造方法，包括如下步骤：
23、1）原料准备：将镁钙砂和镁砂原料分别依次经过颚式破碎机、对辊式破碎机及雷蒙粉磨机进行破碎、筛分，制成粒度分别为8~5mm、5~3mm、3~1mm、1~0mm的镁钙砂颗粒料与粒度为≤0.074mm镁砂细粉料；
24、2）镁钙砂防水化处理：所选用的原料镁钙砂颗粒分别用特种防水化剂浆液进行浸泡，以形成包裹膜，固化后备用；
25、3）原料称量配制：将所有原料按要求重量及精度进行称量，并放入相应的临时储料罐中；
26、4）混料：将所有称好的原料送入高速混炼机内进行混练，其加料顺序依次为：先将步骤2）的粒度为8~5mm、5~3mm、3~1mm、1~0mm的镁钙砂和≤0.074mm的镁砂细粉混合3~5分钟，然后加入复合碳结合剂混合1~3分钟，再加入石墨、乌洛托品、添加剂和抗氧化剂混合1~3分钟，再加入无水液态酚醛树脂混合5~8分钟，混合均匀并达到目标料温后出料；
27、5）成型：称取规定重量泥料，均匀置入压砖机模腔内，2500吨液压机高压成型；
28、6）加热固化：将已成型砖坯码放到不烧砖窑车架上，直接经回火窑进行加热固化，固化温度250~300℃；
29、7）拣选、加工及包装：出窑的不烧镁钙砖无需浸蜡，冷却后经拣选、磨砖加工、抽真空包装后入成品库。
30、进一步地，特种防水化剂包括以下质量份的原料：碳酸丙烯酯10~30份、无水树脂15~40份、钛酸铝30~50份；将碳酸丙烯酯加热至80℃，将无水树脂倒入碳酸丙烯酯中搅拌10~15分钟，再加入钛酸铝，搅拌10~15分钟，混合均匀，温度降至常温即得特种防水化剂。
31、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下。
32、1、添加剂为纳米二硼化钛（tib2）具有2930ºc高熔点，抗氧化性能和化学稳定性好、耐磨性和抗纯铁等液态金属侵蚀能力优异，可有效提高镁钙碳砖的耐侵蚀性。其中纳米二硼化钛（tib2）使用过程中氧化生成tio2和b2o3液相，有益于抑制制品组织的膨胀，提高制品高温强调，另外，这液相高温下起到氧化覆膜的作用，提升制品的抗氧化性。
33、2、采用本专利技术配制的特种防水化剂：首先在镁钙砖原辅料表面形成致密的包裹膜层，阻止水分渗入从而避免水化，不受季节影响常规化生产；在制品使用过程中，特种防水化剂中钛酸铝在1000℃时少部分分解成活性的氧化钛和氧化铝，附着在镁钙原料表面，与氧化钙快速熔融形成烧结致密的包裹层，具有强疏水性，保证在使用过程中，高温、低温交替时，制品具有足够的强度和耐侵蚀性。另外，tio2在结合基体中形成ticn和tic晶相，有助于提高碳结合耐火材料的力学性能、热学性能和化学性能，从而提高不烧镁钙碳砖高温使用性能。
34、3、采用低品位菱镁矿生产出的镁钙砂，提高资源的利用率。镁钙原料晶相中氧化钙与氧化镁晶粒粗大、分布均匀、结合致密，因此，照比其它烧结镁钙砂具有更高的体积密度高，生产出的制品具有较好的高温体积稳定性和较强的抗冲刷、抗侵蚀性能，抗水化性相对较高；98电极石墨/95石墨/92石墨选择使用，石墨的加入量控制在5%以下，生产出适合高温冶炼炉不同部位使用的高中档品质制品，又能降低成本。该不烧镁钙碳砖优异的抗水化性、耐侵蚀性，贯穿于生产和现场使用等整个过程中。...
【技术保护点】
1.一种抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖，其特征在于，镁钙砂的制备方法为：废弃低品位菱镁矿石、白云石矿按氧化钙质量含量的要求配制出矿粉，压球、再经过电熔，生产出不同氧化钙质量含量的镁钙砂。
3.根据权利要求1所述的抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖，其特征在于，所述的抗氧化剂为200目、Si质量含量大于95%的金属硅粉或200目、SiC质量含量大于95%的碳化硅粉。
4.根据权利要求1所述的抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖，其特征在于，所述的结合剂为无水液态酚醛树脂，固化剂为乌洛托品。
5.一种抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖的制造方法，其特征在于，特种防水化剂包括以下重量份的原料：碳酸丙烯酯10~30份、无水树脂15~40份、钛酸铝30~50份；将碳酸丙烯酯加热至80℃，将无水树脂倒入碳酸丙烯酯中搅拌10~15分钟，再加入钛酸铝，搅拌10~15分
...【技术特征摘要】
1.一种抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖，其特征在于，镁钙砂的制备方法为：废弃低品位菱镁矿石、白云石矿按氧化钙质量含量的要求配制出矿粉，压球、再经过电熔，生产出不同氧化钙质量含量的镁钙砂。
3.根据权利要求1所述的抗水化、耐侵蚀低碳不烧镁钙碳砖，其特征在于，所述的抗氧化剂为200目、si质量含量大于95%的金属硅粉或200目、sic质量含量大于95%的碳化硅粉。
4.根据权利要求1所述的抗水...
【专利技术属性】
技术研发人员：王树山，姜永生，郭建，曹振江，谷慧鹏，历彦平，孙兴旺，
申请(专利权)人：辽宁中镁控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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