含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种含防氧化剂“Ｃ－ＴｉＮ复合粉体”的镁碳砖及其生产方法。该镁碳砖既能提高抗氧化性又能提高抗渣侵蚀性。本发明专利技术提供的镁碳砖包含下列组分：ＭｇＯ７０～９０％、Ｃ６～２２％、ＴｉＮ０．５～１０％、Ａｌ０～５％、Ｓｉ０～５％、Ｂ↓［４］Ｃ０～２％。镁碳砖生产方法包括原料混炼、成型、热处理过程，其特征在于原料包括骨料、基质、结合剂和防氧化剂，其中各组分重量百分比如下：电熔镁砂７０～９０％、鳞片石墨５～２０％、结合剂２～５％、防氧化剂１～１０％。采用Ｃ－ＴｉＮ复合粉体作镁碳砖防氧化剂，可防止镁碳砖中石墨的氧化，并且大幅度提高钢包渣线现用镁碳砖的抗渣性，使用寿命提高１０％～５０％。

Magnesia brick containing antioxidant C-TiN composite powder and its production method

The invention discloses a magnesia carbon brick containing antioxidant C TiN composite powder and its production method. The MgO-C brick can improve oxidation resistance and improve slag resistance. MgO-C brick provided by the invention comprises the following components: MgO70 ~ 90%, C6 ~ 22%, TiN0.5 ~ 10%, Al0 ~ 5%, Si0 ~ 5%, B: 4 ~ 2% C0. Production method of MgO-C brick includes raw material mixing, molding, heat treatment process, which is characterized in that the raw materials including aggregate, matrix, binder and anti oxidant, which components weight percentages are as follows: 70 ~ 90%, fused magnesia graphite 5 ~ 20%, 2 ~ 5%, binder, anti oxidizing agent from 1 to 10%. The C TiN composite powder as MgO-C brick anti oxidants, can prevent the oxidation of graphite MgO-C brick, and greatly improve the ladle slag line in the slag resistance of MgO-C brick, improve the service life of 10% to 50%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含碳耐火材料及其生产方法，尤其是含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖及其生产方法。
技术介绍
镁碳砖是钢铁冶金工业中广泛使用的一种含碳耐火材料，主要应用于转炉和钢包工作衬部位。现有镁碳砖与其它含碳耐火材料一样，存在抗氧化性差和强度低的弱点。为此人们研究了在镁碳砖中引入一些金属或非金属添加剂防止碳在高温下氧化，常用的防氧化添加剂有Al、Si、SiC、B4C等，但是这些防氧化剂都存在一定的缺点，如添加Al粉与C反应生成的Al4C3容易水化，Al粉的引入还会造成镁碳砖中过高热膨胀，使镁碳砖产生严重的龟裂；金属Si添加剂对镁碳砖的高温强度和耐火度有不利影响；SiC的反应产物是SiO2，会与镁砂和石墨中的杂质继续反应生成低熔点的矿物相，导致镁碳砖的抗侵蚀性能下降；B4C氧化生成液相氧化硼，氧化硼与镁碳砖中的MgO继续反应生成熔点1356℃的3MgO·B2O3，同样会大大降低镁碳砖的抗渣性。专利《含碳耐火材料的抗氧化剂》，公开号CN1237562A，介绍了一种含碳耐火材料的抗氧化剂包括锌粉或锌粉和铝、镁、硅、硅钙粉、碳化硅、碳化硼、铝镁合金粉、氮化硅粉中的至少一种组成。同样会降低制品抗渣侵蚀性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含“C-TiN复合粉体”防氧化剂的镁碳砖及其生产方法，使镁碳砖既能提高抗氧化性又能提高抗渣侵蚀性。本专利技术提供的镁碳砖包含下列组分MgO 70～90％、C 6～22％、TiN 0.5～10％、Al 0～5％、Si 0～5％、B4C 0～2％。本专利技术提供的镁碳砖生产方法包括原料混炼、成型、热处理过程，其特征在于原料包括骨料、基质、结合剂和防氧化剂，其中各组分重量百分比如下电熔镁砂70～90％鳞片石墨5～20％结合剂 2～5％防氧化剂1～10％其中所述的电熔镁砂为MgO含量95～99％，临界颗粒为3～8mm；其中所述的鳞片石墨为C含量90～98％，粒度≤0.15mm；其中所述的结合剂为酚醛树脂，其残碳量≥45％，常温下为液态或粉末状；其中所述的防氧化剂包括C-TiN复合粉体，复合粉体中TiN≥80％、C≤10％、TiO2≤5％，或C-TiN复合粉体和金属Al粉、金属Si粉、B4C粉末其中的一种或几种。原料按照该配方配料混炼后用液压或摩擦压砖机成型，热处理温度为110℃～250℃，热处理时间4小时～30小时。TiN具有熔点高(2950℃)、硬度大、不易被金属润湿的特点，采用C-TiN复合粉体作镁碳砖防氧化剂，可防止镁碳砖中石墨的氧化，并且大幅度提高钢包渣线现用镁碳砖的抗渣性，使用寿命提高10％～50％，降低镁砂、石墨等资源的消耗，提高镁质资源的利用率。附图说明图1是含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖生产方法的工艺流程图。具体实施例方式实施例1含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖含有MgO 82％、C 12％、TiN 3％。含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖的生产方法包括原料混炼、成型、热处理过程，该镁碳砖的配方包括有骨料，基质，结合剂和防氧化剂，其中各组分重量百分比如下电熔镁砂82～84％鳞片石墨9～11％结合剂 2～4％防氧化剂3～5％其中所述的电熔镁砂MgO含量≥97％，临界颗粒为5mm；其中所述的鳞片石墨为C含量≥97％，粒度≤0.15mm； 其中所述的结合剂为热固性酚醛树脂其残碳量≥45％，常温下为液态；其中所述的防氧化剂为C-TiN复合粉体，复合粉体中TiN≥80％、C≤10％、TiO2≤5％；按照该配方配料混炼，然后于液压压砖机250MPa下成型，热处理温度为200℃，热处理时间24小时。实施例2含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖含有MgO 81％、C 12％、TiN 1.5％、Al 1.5％。含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖的生产方法包括原料混炼、成型、热处理过程，该镁碳砖的配方包括有骨料，基质，结合剂和防氧化剂，其中各组分重量百分比如下电熔镁砂82～84％鳞片石墨9～11％结合剂 2～4％防氧化剂3～5％其中所述的电熔镁砂MgO含量≥97％，临界颗粒为5mm；其中所述的鳞片石墨为C含量≥97％，粒度≤0.15mm；其中所述的结合剂为热固性酚醛树脂其残碳量≥45％，常温下为液态；其中所述的防氧化剂包含C-TiN复合粉体60％和金属Al粉40％；按照该配方配料混炼，然后于液压压砖机250MPa下成型，热处理温度为200℃，热处理时间24小时。实施例3含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖含有MgO 80～82％、C11～13％、TiN 0.5～2.5％、Al 0.5～2％、Si 0.5～2％。含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖的生产方法包括原料混炼、成型、热处理过程，该镁碳砖原料配方包括有骨料，基质，结合剂、防氧化剂，其中各组分重量百分比如下电熔镁砂82～84％鳞片石墨9～11％结合剂 2～4％防氧化剂3～5％其中所述的电熔镁砂MgO含量≥97％，临界颗粒为5mm；其中所述的鳞片石墨为C含量≥97％，粒度≤0.15mm；其中所述的结合剂为热固性酚醛树脂，其残碳量≥45％，常温下为液态；其中所述的防氧化剂包含C-TiN复合粉体30～50％、金属Al粉20～40％和金属Si粉20～40％；按照该配方配料混炼，然后于液压压砖机250MPa下成型，热处理温度为200℃，热处理时间24小时。实施例4含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖含有MgO 80～82％、C11～13％、TiN 0.5～3％、Al 0.5～2％、B4C 0.3～1％。含防氧化剂“C-TiN复合粉体”的镁碳砖的生产方法包括原料混炼、成型、热处理过程，该镁碳砖原料包括有骨料，基质，结合剂、防氧化剂，其中各组分重量百分比如下电熔镁砂82～84％鳞片石墨9～11％结合剂 2～4％防氧化剂3～5％其中所述的电熔镁砂MgO含量≥97％，临界颗粒为5mm；其中所述的鳞片石墨为C含量≥97％，粒度≤0.15mm；其中所述的结合剂为热固性酚醛树脂其残碳量≥45％，常温下为液态；其中所述的防氧化剂包含C-TiN复合粉体30～60％、金属Al粉20～40％和B4C粉10～30％；按照该配方配料混炼，然后于液压压砖机250MPa下成型，热处理温度为200℃，热处理时间24小时。将上述方法制得的镁碳砖于1100℃保温1h进行抗氧化性检测，用静态坩埚法于1600℃×3h进行抗渣侵蚀性检测。检测结果表明含TiN的镁碳砖氧化层厚度小于无防氧化剂的镁碳砖的氧化层厚度，说明TiN起到了防氧化效果。其原因是TiN在低温优先于C被氧化，TiN氧化生成TiO2体积膨胀，封闭了气孔，起到防氧化作用。经抗渣侵蚀后，与无防氧化剂的镁碳砖相比，含有TiN或含有TiN和Al粉及其它防氧化剂的镁碳砖坩埚内壁均比较整齐，无扩孔现象，剩余大量钢渣，渣侵蚀深度小，表明TiN的引入明显提高镁碳砖的抗渣性。其原因是高温时，在镁碳砖的原砖层中TiO2与MgO反应生成2MgO·TiO2减轻熔渣渗透，镁碳砖反应层中TiO2与渣中CaO反应生成CaO·TiO2，提高了方镁石晶体间的固-固结合程度阻止了熔渣进一步反应渗透，从而大幅度提高了含TiN镁碳砖的抗渣侵蚀性。权利要求1.一种含“C-TiN复合粉体”防氧化剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含“Ｃ－ＴｉＮ复合粉体”防氧化剂的镁碳砖，其特征在于该镁碳砖包含下列组分：ＭｇＯ７０～９０％、Ｃ６～２２％、ＴｉＮ０．５～１０％、Ａｌ０～５％、Ｓｉ０～５％、Ｂ↓［４］Ｃ０～２％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锋，李志坚，
申请(专利权)人：鞍山科技大学，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]