[发明专利]镁碳质钢包用透气砖及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金用含碳耐火材料，尤其是一种镁碳质钢包用透气砖及其生产方法。

背景技术

透气砖是钢铁冶金工业中广泛使用的一种功能耐火材料，主要安装于转炉、电炉或钢包等冶金工业设备，其主要功能为将氩气、氮气、氦气等气体通过透气砖吹入搅拌钢水，可大幅度提高冶炼效率。目前，钢包用透气砖主要材质为刚玉质、铬刚玉质、刚玉-尖晶石质、高温烧成的铬-刚玉-莫来石质，专利号为ZL94118264.9的专利文献公开的内容代表了这类材质的透气砖；β-Sialon结合SiC质，专利号ZL 02137247.0的专利文献介绍；铝尖晶石碳质，专利号为ZL200310115042.1的专利文献介绍；铝和/或锆碳质，专利号为200310115041.7的专利文献也有介绍。由于以上材质均为中性耐火材料，易与碱性熔渣中的CaO、SiO₂、Fe₂O₃等发生化学反应，生成低熔点化合物，抗碱性熔渣侵蚀的能力均较碱性耐火材料差，因此以上材质的透气砖均存在抗侵蚀性差、抗钢水和熔渣渗透性差、易粘渣、使用寿命低、工人须多次更换透气砖等缺点。

上述材质钢包用透气砖均采用振动浇注成型或压力成型，存在显气孔率高的问题，振动浇注成型的刚玉质透气砖的显气孔率为20％，压力成型的β-Sialon结合SiC质透气砖的显气孔率为14％。同时也存在抗侵蚀性差、抗钢水和熔渣渗透性差、气道容易堵塞、易粘渣、使用寿命低等问题。

发明内容

本发明提供镁碳质钢包用透气砖及其生产方法，生产一种密度大、显气孔率低、抗钢水和熔渣渗透性好、透气性好、不易粘渣、使用寿命高的钢包用透气砖。

本发明所提供的镁碳质钢包用透气砖化学组成质量百分数为：MgO 55～99％，C 0～20％，Al₂O₃ 0～20％，ZrO₂ 0～5％，Al 0～5％，Al-Mg合金0～5％，CaB₆ 0～5％，B₄C 0～2％；

本发明所提供的镁碳质钢包用透气砖物理性能指标为：体积密度g/cm³：3.00～3.15，显气孔率％：1.5～5.0，常温耐压强度MPa(110℃×24h)：40～65，高温抗折强度MPa(1400℃×0.5h)：14.0～25.0。

本发明提供的镁碳质钢包用透气砖的生产方法如下：

1.原料

采用的原料包括电熔镁砂、烧结镁砂，鳞片石墨、刚玉、氧化锆、结合剂和防氧化剂，其中各种原料加入量如下：

电熔镁砂或烧结镁砂    58～99％

刚玉                  0～20％

鳞片石墨              0～21％

氧化锆                0～6％

结合剂                2～5％

防氧化剂              0.5～5％

其中所述的电熔镁砂、烧结镁砂为MgO≥95％，粒度<5mm，属于碱性耐火原料，与钢包内的碱性熔渣不易发生化学反应，可提高抗碱性熔渣侵蚀的能力；

其中所述的鳞片石墨为C≥95％，粒度<0.15mm的碳素材料，不易被钢水或熔渣润湿；

其中所述的刚玉为Al₂O₃≥99％的烧结板状刚玉或电熔白刚玉或Al₂O₃≥98％的致密电熔刚玉或亚白刚玉或Al₂O₃≥94.5％的电熔棕刚玉，粒度<5mm，在温度升高过程中可与镁砂反应生成高熔点的结合相镁铝尖晶石，从而提高制品的高温强度；

其中所述的氧化锆为ZrO₂≥92％的部分稳定氧化锆或ZrO₂≥90％的脱硅锆，粒度<3mm，用于改善制品的热震稳定性；

其中所述的结合剂为常温下为液态的热固性酚醛树脂，残碳量≥45％，或固体树脂粉末，使用时按照固体树脂粉：乙二醇＝1：2～4比例加入乙二醇；

其中所述的防氧化剂包括金属Al粉、Al-Mg合金粉、CaB₆粉末、B₄C粉末其中的一种或几种；

2.生产工艺