一种炉衬材料及其应用和应用方法技术

本发明专利技术属于耐火材料领域，提供了一种炉衬材料。在高温下，通过各成分之间的配合以及粒径级配的因素，材料内部形成了方镁石相、刚玉相、尖晶石相等主要物相。复相增强和材料之间的紧密粘结，不仅降低了气孔率，体积密度提高，而且高温抗折强度和耐压强度优良。本发明专利技术还提供了所述的炉衬材料在制备耐火材料中的应用。本发明专利技术提供的炉衬材料在提高耐火产品综合性能的同时还减少了耐火工业固体废弃物的排放，大幅降低了耐火材料的消耗，在节约矿产资源、节约能源方面效果显著。本发明专利技术还提供了所述炉衬材料的应用方法。本申请提供的使用方法，工艺简单，易于操作。

【技术实现步骤摘要】
一种炉衬材料及其应用和应用方法
本专利技术涉及耐火材料
，特别是指一种炉衬材料及其应用和应用方法。
技术介绍
镁碳质耐火材料具有优异的抗热震性和抗渣侵蚀性，被广泛应用于转炉、电炉和钢包渣线等冶金设备的炉衬部位。但是镁碳质耐火材料中的碳在高温下极易被氧化，导致材料结构和性能恶化，进而加大耐火材料消耗，同时降低钢水品质。另外，随着洁净钢技术的发展，对炉衬材料的低碳或超低碳要求越来越高。因此降低镁碳质耐火材料中的碳含量和提高镁碳质耐火材料的抗渣侵蚀性能势在必行。但随着碳含量的降低，镁碳砖的抗渣侵蚀性及抗热震性必会下降，因此，在低碳镁碳砖中保护石墨不被氧化，充分发挥镁碳砖中石墨的优良性能尤为重要。抗氧化剂直接添加技术是目前抑制镁碳质耐火材料氧化的最为成熟的技术。其作用原理通常从两方面来考虑：一是抗氧化剂优先于碳被氧化，从而对碳起到保护作用；二是形成某种化合物阻塞气孔，阻碍氧及反应物的进一步扩散等。传统的抗氧化剂(金属、合金或非金属抗氧化剂)均可以不同程度地控制镁碳砖的脱碳速度，改善其抗氧化性能。传统的抗氧化剂虽然廉价但存在许多问题，如由高温至室温时易发生水化反应导致砖体开裂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种炉衬材料并应用在耐火材料的制备上面。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种炉衬材料，包含下列质量份数的组分：电熔镁砂75～85份，石墨3～15份，抗氧化剂1～5份，结合剂1～5份。作为优选，所述电熔镁砂中粒径小于等于1mm的组分、粒径大于1mm且小于3mm的组分、粒径大于等于3mm且小于5mm的组分的质量比为(17～20)：(28～30)：(30～35)。作为优选，所述抗氧化剂为Al4SiC4。作为优选，所述抗氧剂中粒径小于等于0.044mm的组分、粒径大于0.044mm且小于0.074mm的组分、粒径大于等于0.074mm且小于1mm的组分的质量比为(0.5～4)：(0.5～4)：(92～99)。作为优选，所述结合剂包含粉末结合剂和/或液体结合剂。作为优选，所述粉末结合剂包含固体酚醛树脂粉、中温沥青粉和高温沥青粉中的一种或几种，所述液体结合剂为液体酚醛树脂。本专利技术还提供了所述的炉衬材料在制备耐火材料中的应用。本专利技术还提供了所述的炉衬材料制备耐火材料的方法，包含以下步骤：(1)将各组分混合得到混料；(2)将混料经过困料、压制后得到半成品；(3)将半成品进行烧结，得到耐火材料。作为优选，所述混合的时间为10～12min；所述困料的温度为20～30℃，所述困料的时间为8～10h。作为优选，所述压制的压力为70～90MPa，所述压制的时间为10～12min；所述烧结的温度为180～220℃，所述烧结的时间为22～26h。本专利技术提供了一种炉衬材料。在高温下，通过各成分之间的配合以及粒径级配的因素，材料内部形成了方镁石相、刚玉相、尖晶石相等主要物相。复相增强和材料之间的紧密粘结，不仅降低了气孔率，体积密度提高，而且高温抗折强度和耐压强度优良。本专利技术还提供了所述的炉衬材料在制备耐火材料中的应用。本专利技术提供的炉衬材料在提高耐火产品综合性能的同时还减少了耐火工业固体废弃物的排放，大幅降低了耐火材料的消耗，在节约矿产资源、节约能源方面效果显著。具体实施方式本专利技术提供了一种炉衬材料，包含下列质量份数的组分：电熔镁砂75～85份，石墨3～15份，抗氧化剂1～5份，结合剂1～5份。在本专利技术中，所述电熔镁砂的质量份数为75～85份，优选为78.5～81.5份。在本专利技术中，所述电熔镁砂中粒径小于等于1mm的组分、粒径大于1mm且小于3mm的组分、粒径大于等于3mm且小于5mm的组分的质量比优选为(17～20)：(28～30)：(30～35)，进一步优选为(18～19)：(28.5～29.5)：(32～33)。本专利技术因电熔镁砂中方镁石结晶粒粗大，且方镁石呈直接接触，颗粒体积密度大的特点，通过连续级配使材料之间紧密堆积，达到最佳的体积密度，从而具有良好的高温与使用性能。在本专利技术中，所述石墨的质量份数为3～15份，进一步优选为6～12份，更优选为8～10份。在本专利技术中添加的石墨熔点高达3700℃，具有典型的片层结构、高导热率和低膨胀系数及弹性模量，可以提高镁碳砖的热震稳定性、抗渣渗透能力和抗钢水侵蚀能力。在本专利技术中，所述抗氧化剂的质量份数为1～5份，进一步优选为2～4份。在本专利技术中，所述抗氧化剂优选为Al4SiC4。在本专利技术中，所述抗氧剂中粒径小于等于0.044mm的组分、粒径大于0.044mm且小于0.074mm的组分、粒径大于等于0.074mm且小于1mm的组分的质量比优选为(0.5～4)：(0.5～4)：(92～99)，进一步优选为(1～3)：(1～3)：(94～98)，更优选为(1.5～2.5)：(1.5～2.5)：(95～97)。本专利技术使用了具有高熔点、高化学稳定性、高强度、低热膨胀系数以及非常优异的高温强度、抗氧化和抗水化性的抗氧化剂Al4SiC4后，试样中生成了镁铝尖晶石相。由于尖晶石相的生成Al4SiC4体积膨胀，将碳氧化产生的气孔堵住阻止试样继续氧化。提高了镁碳材料的抗氧化性，同时避免传统抗氧化剂所存在的水化开裂问题。在本专利技术中，所述结合剂的质量份数为1～5份，进一步优选为2～4份。在本专利技术中，所述结合剂优选包含粉末结合剂和/或液体结合剂。在本专利技术中，所述粉末结合剂优选包含固体酚醛树脂粉、中温沥青粉和高温沥青粉中的一种或几种，所述液体结合剂优选为液体酚醛树脂。在本专利技术中，所述中温沥青粉的软化点温度优选为65～90℃，进一步优选为70～85℃，更优选为77～83℃；所述高温沥青粉的软化点温度优选为95～120℃，进一步优选为100～115℃，更优选为105～110℃。本专利技术中的中温沥青粉或高温沥青粉采用本领域技术人员所熟知的市售的即可。本专利技术还提供了所述的炉衬材料在制备耐火材料中的应用，所述耐火材料为转炉、电炉和钢包渣线等冶金设备的炉衬部位。本专利技术还提供了所述的炉衬材料制备耐火材料的方法，优选包含以下步骤：(1)将各组分混合得到混料；(2)将混料经过困料、压制后得到半成品；(3)将半成品进行烧结，得到耐火材料。在本专利技术中，所述混合采用搅拌混合即可，所述混合的时间优选为10～12min，进一步优选为10.5～11.5min；所述困料的温度优选为20～30℃，进一步优选为24～26℃；所述困料的时间优选为8～10h，进一步优选为8.5～9.5h。在本专利技术中，所述压制的压力优选为70～90MPa，进一步优选为75～85MPa；所述压制的时间优选为10～12min，进一步优选为10.5～11.5min；所述烧结的温度优选为180～220℃，进一步优选为190～210℃；所述烧结的时间优选为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炉衬材料，其特征在于，包含下列质量份数的组分：电熔镁砂75～85份，石墨3～15份，抗氧化剂1～5份，结合剂1～5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种炉衬材料，其特征在于，包含下列质量份数的组分：电熔镁砂75～85份，石墨3～15份，抗氧化剂1～5份，结合剂1～5份。


2.如权利要求1所述的炉衬材料，其特征在于，所述电熔镁砂中粒径小于等于1mm的组分、粒径大于1mm且小于3mm的组分、粒径大于等于3mm且小于5mm的组分的质量比为(17～20)：(28～30)：(30～35)。


3.如权利要求1或2所述的炉衬材料，其特征在于，所述抗氧化剂为Al4SiC4。


4.如权利要求3所述的炉衬材料，其特征在于，所述抗氧剂中粒径小于等于0.044mm的组分、粒径大于0.044mm且小于0.074mm的组分、粒径大于等于0.074mm且小于1mm的组分的质量比为(0.5～4)：(0.5～4)：(92～99)。


5.如权利要求4所述的炉衬材料，其特征在于，所述结合剂包含粉末结合剂和/或液体结合剂。

【专利技术属性】
技术研发人员：张晗，刘靖轩，郭钰龙，任林，刘丽，颜浩，赵伟，高梅，刘美荣，
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