專利名稱：一種含金屬鐵低碳鎂碳磚的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種耐火材料；具體地說是一種含金屬鐵低碳鎂碳磚。
背景技術：
氧化鎂的熔點是280(TC，具有很強的耐高溫能力，但其抗熱震性、抗渣滲 透性差；以石墨為代表的碳素材料也具有很強的耐高溫能力，并且其熱膨脹系 數低，抗熱震性十分優異，在高溫下與鋼水、鋼渣不易浸潤，將二者按一定的 比例復合，組成一種綜合性能好的耐火材料——鎂碳磚。鎂碳磚主要用于煉鋼 耐火材料，一例如轉爐、煉鋼電爐、鋼包。我國現有的鎂碳磚一般碳含量>10%, 我國冶金行業標準分三檔MT-10A、 B、 C; MT-14A、 B、 C; MT-18A、 B、 C， 標準中分別要求碳含量》10%、》14%、》18%。通常符合標準的鎂碳磚才能取 得良好的使用效果。而在低碳鋼如不銹鋼等特鋼的冶煉上，如果使用鎂碳磚， 在冶煉過程中碳成份就會很容易溶入鋼水中，影響了鋼水的純度，從而影響特 鋼的質量。如果降低鎂碳磚中碳比例會導致鎂碳磚的熱膨脹率提高，抗熱震性 變差、易剝落、壽命低。也可在鎂碳磚中加入一些添加劑來減少剝落，但要防 止加入物污染鋼水。

發明內容
本發明的目的在于提供一種含金屬鐵低碳鎂碳磚，把其中的碳含量降低到8 %以下，以達到特鋼冶煉的要求，同時保持了高碳鎂碳磚的性能。
按照本發明提供的技術方案，這種材料其中含有金屬鐵粉1~8%，其余為鎂 砂83~94%，碳素1~6%，用2.5%~5%的含碳結合劑結合，單位為重量百分數。
所述碳素為石墨、碳黑中的一種或兩種。所述含碳結合劑為酚醛樹脂、瀝 青中的一種或兩種。
還可以外加0.05 5%的抗氧化劑，所述抗氧化劑包括以下材料中的一種或多 種物質的組合鋁、鎂、硅、鋁鎂合金、碳化硅、碳化硼。單位為重量百分數。
其中，鎂砂的作用是保持低碳鎂碳磚的耐高溫性、抗渣侵蝕性。
碳素的作用是保持低碳鎂碳磚的高溫強度、抗熱震性、抗渣滲透性。為了 保證石墨能在低碳鎂碳磚中彌散分布，要求粒度要細，同時也要避免粒度過細 導致的抗氧化能力下降。
金屬鐵的加入可以起到以下作用l.提高低碳鎂碳磚的熱導率，降低材料內 部溫度梯度從而減少內部應力。2.高溫下金屬鐵軟化、液化抵消材料熱膨脹，減 少熱膨脹率，提高體積穩定性。3.金屬鐵與碳素反應生成合金，在中溫下產生超 塑性，提供一定的蠕變性。4.金屬鐵氧化吸收氧氣，體積膨脹，堵塞氣孔，可以 起到抗氧化劑的作用。5.金屬鐵的氧化物可以被氧化鎂吸收，形成耐高溫的鐵酸 鎂固溶體，并伴隨體積膨脹，使鎂碳磚的脫碳層致密化。據氧化鎂一三氧化二 鐵相圖當氧化鎂吸收20%的三氧化二鐵，形成的固溶體出現液相溫度高達233(TC。 6.金屬鐵元素進入鋼水，沒有污染。
還可以加入部分抗氧化劑來阻擋碳素和非氧化物被氧化。抗氧化劑可以與 氧氣反應，堵塞氣孔，使鎂碳磚的基質致密，保護碳素不被氧化。
本發明的優點是采用本發明的低碳鎂碳磚，把碳含量降低到8%以下，達 到特鋼冶煉的要求，同時保持了高碳鎂碳磚的抗熱震性能。
具體實施例方式
下述實施例中的含量均為重量百分數。
實施例一
含有鎂砂(粒度大于0，小于等于5mm)83%，石墨6% ，鐵粉(粒度《0.2mm， 金屬鐵含量》90%) 8%，酚醛樹脂液3%。實施方式鎂砂中粒度小于0.088mm 部分與金屬鐵粉預先混合得預混料A。混煉機中加入鎂砂顆粒、酚醛樹脂液混 合2min，加入石墨混合5min，加入預混料A，再混合15min后出料得混合料。 把混合料放入壓機模具中，加壓成型。成型的磚塊放在窯道中烘烤到20(TC。出 窯后得到產品。該產品經過高溫后冷態強度極高，用于鋼包包口，電爐爐門口 部位，可以防止清理鋼渣時被損壞。
實施例二
含有鎂砂(粒度大于0，小于等于5mm) 94%,石墨2.5%，鐵粉(粒度 《0.02mm，金屬鐵含量》98%) 1%、酚醛樹脂液體2.5%。外加鋁粉2%。實施 方式鎂砂中粒度小于0.088mm部分與金屬鐵粉、鋁粉預先混合得預混料A。 混煉機中加入鎂砂顆粒、酚醛樹脂液混合2min，加入石墨混合5min，加入預混 料A，再混合15min后出料得混合料。把混合料放入壓機模具中，加壓成型。 成型的磚塊放在窯道中烘烤到20(TC。出窯后得到產品。該產品用于盛鋼桶渣線 部位，具有抗渣性好、不易剝落的特點。
實施例三，含有鎂砂(粒度大于0，小于等于5mm) 89.95%，碳黑1%， 鐵粉(《0.074mm，金屬鐵含量》97%) 4%、酚醛樹脂液3.5%、瀝青粉1.5%， 碳化硼(0.02mm) 0.05%。實施方式鎂砂中粒度小于0.088mm部分與金屬鐵 粉、瀝青粉、炭黑、碳化硼預先混合得預混料A。混煉機中加入鎂砂顆粒、酚 醛樹脂液混合3min，加入預混料A，再混合15min后出料得混合料。把混合料 放入壓機模具中，加壓成型。成型的磚塊放在窯道中烘烤到20(TC。出窯后得到 產品。該產品140(TC埋碳條件下高溫抗折強度可達14Mpa。與不加鐵粉的相比 室溫到160(TC熱膨脹減少0.2%;抗氧化試驗脫碳層厚度減少2.5mm，僅為4mm。 該產品用于盛鋼桶包壁部位，體積穩定性好、不易剝落，能夠使用90次。
實施例四，含有鎂砂(粒度大于0，小于等于5mm) 89%，石墨(800目)4 %、鐵粉(《0.074mm) 3%、瀝青4%;外加抗氧化劑5%。實施方式鎂砂中 粒度小于0.088mm部分與金屬鐵粉、抗氧化劑預先混合得預混料A。把鎂砂顆 粒加熱到20(TC放入混煉機，瀝青加熱液化到13(TC也放入混煉機一起攪拌 2min，加入石墨混合3min，加入預混料A，再混合10min后出料得混合料。把 混合料趁熱放入壓機模具中，加壓成型。成型的磚塊冷后得到產品。該產品用 于盛鋼桶包底部位，具有抗鋼水沖擊好、不易剝落的特點，能夠使用100次。
權利要求
1、一種含金屬鐵低碳鎂碳磚，其特征是其中含有金屬鐵粉1～8％，其余為鎂砂83～94％，碳素1～6％，用2.5％～5％的含碳結合劑結合；單位為重量百分數。
2、 如權利要求1所述的含金屬鐵低碳鎂碳磚，其特征是所述金屬鐵為純度》90%，粒度《0.2mm的金屬鐵粉。
3、 如權利要求1所述的含金屬鐵低碳鎂碳磚，其特征是所述碳素為石墨、 碳黑中的一種或兩種物質的組合。
4、 如權利要求1所述的非氧化物復合低碳鎂碳磚，其特征是所述含碳結 合劑為酚醛樹脂、瀝青中的一種或兩種物質的組合。
5、 如權利要求1所述的含金屬鐵低碳鎂碳磚，其特征是還外加0.05 5%的抗氧化劑，所述抗氧化劑包括以下材料中的一種或多種物質的組合鋁、鎂、硅、鋁鎂合金、碳化硅、碳化硼。
全文摘要
一種含金屬鐵的低碳鎂碳磚，屬于一種耐火材料。按照本發明所提供的設計方案，這種材料含有金屬鐵1～8％，其余為鎂砂83～94％，碳素1～6％，用2.5％～5％的含碳結合劑結合，也可外加少量抗氧化劑。這種低碳鎂碳磚的性能與普通鎂碳磚相比，具有向鋼水中增碳少，不易污染超低碳鋼的特點。由于鎂砂為主要成份，使該鎂碳磚具有良好的抗渣侵蝕性能。由于碳素為主要成份之一使該鎂碳磚具有良好的抗渣滲透性能，和優良的熱震性能。金屬鐵的加入提高了低碳鎂碳磚的導熱率，高溫下產生液相，降低了內部應力。從而提高低碳鎂碳磚的抗熱震性能。
文檔編號C04B35/66GK101423417SQ20081023485
公開日2009年5月6日 申請日期2008年10月31日 優先權日2008年10月31日
發明者俞曉東, 張雪松, 朱光永 申請人:江蘇蘇嘉集團新材料有限公司