一种低碳镁碳砖及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112094105A(43)申请公布日2020.12.18(21)申请号202010026163.2(22)申请日2020.01.10(71)申请人武汉科技大学地址430081湖北省武汉市青山区和平大道947号申请人武汉佰迈思新材料有限公司(72)发明人霍开富高标陈振东付继江李忠红(74)专利代理机构北京君有知识产权代理事务所(普通合伙)11630代理人夏娟娟(51)Int.Cl.C04B35/04(2006.01)C04B35/66(2006.01)C04B35/628(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种低碳镁碳砖及其制备方法(57)摘要本发明提供一种高性能低碳镁碳砖及其制备方法，所述的低碳镁碳砖是对碳包覆的氧化镁原料进行混炼、成型而得到。该方法制备的低碳镁碳砖可以少添加或不添加石墨，且具有良好的抗热震性和抗渣性，可以广泛应用于高质量洁净钢及超低碳钢的冶炼。CN112094105ACN112094105A权利要求书1/1页1.一种低碳镁碳砖，其特征在于：采用碳包覆的氧化镁颗粒部分或全部替代传统镁碳砖原料-氧化镁和石墨，达到少添加或不添加石墨的目的。2.根据权利要求1所述的低碳镁碳砖，其特征在于：所述碳包覆的氧化镁颗粒是由氧化镁颗粒内核和纳米碳外壳构成，其中包覆在氧化镁颗粒表面的纳米碳层厚度为1-150nm，优选纳米碳层厚度为2-50nm。3.根据权利要求1所述低碳镁碳砖的制备方法，其特征在于：该低碳镁碳砖是将包含有碳包覆氧化镁颗粒的原料与配料进行混炼，成型后进行干燥而得。4.根据权利要求3所述低碳镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述配料含有添加剂、粘结剂，其中所用添加剂可以为铝粉、硅粉等，所述粘结剂可以为液态树脂。5.一种权利要求1-2任一项所述的碳包覆氧化镁颗粒在制备镁碳砖中的应用。2CN112094105A说明书1/4页一种低碳镁碳砖及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种低碳镁碳砖及其制备方法。背景技术[0002]镁碳砖(“MgO-C砖”)是以氧化镁和碳为主要原料构成的耐火材料，广泛应用在电炉、精炼炉内衬以及钢包渣线等部位，其性能对冶炼工艺和产品质量具有重要影响。目前镁碳砖主要制备方法是在氧化镁中加入石墨、添加剂和粘结剂，然后压制成型，其中碳含量一般为10～20％。传统镁碳砖在实际应用过程中存在以下问题：(1)在冶炼高质量洁净钢及超低碳钢时，会引起钢水增碳问题；(2)高碳含量导致高热导率，增加热损耗，迫使出钢温度提高，从而带来能耗增加；(3)镁碳砖中氧化镁和石墨难以均匀分布，密度和应力的分布不均匀，导致热振性能和抗渣性能不足，耐火材料的侵蚀速度大。因此，开发满足冶金行业发展需要的低碳镁碳砖显得尤为必要，是冶金行业的重大需求。[0003]目前低碳镁碳砖耐火材料的制备方法主要是：(1)使用改性石墨和改性氧化镁来改善石墨与氧化镁之间的相容性和镁碳砖的稳定性。但是改性镁砂与改性石墨成本高，生产过程复杂，且得到的低碳镁碳砖性能改善不显著；(2)使用纳米碳(纳米石墨、碳纳米管、纳米炭黑等)完全替代或者部分替代石墨加入到镁碳砖中，增加氧化镁与碳的接触概率，提高抗热震性和抗侵蚀性能。但是纳米碳自身容易团聚，且与氧化镁粉末密度差异较大，两者均匀混合十分困难，碳的分布不均会导致镁碳砖的导热不均匀，引起热应力集中，从而降低抗热震性能。[0004]为了解决现有技术中镁碳砖存在的碳含量高和碳分布不均匀的问题，提高低碳镁碳砖抗侵蚀和抗热震性，亟需研制一种新型的低碳镁碳砖。发明内容[0005]本发明的目的是提供一种低碳镁碳砖的制备方法，以解决现有的低碳镁碳砖应用中存在的缺陷。[0006]为了实现上述目的，本发明采用技术方案如下：[0007]本发明提供一种低碳镁碳砖及制备方法，该低碳镁碳砖是采用碳包覆的氧化镁颗粒部分或全部替代传统镁碳砖原料-氧化镁和石墨，再与添加剂、粘结剂进行混炼和成型，其中石墨用量为0-8％(质量百分比)，所述添加剂为铝粉、硅粉等，粘结剂可以为液态树脂。[0008]本发明所述碳包覆的氧化镁颗粒是由氧化镁颗粒内核和纳米碳外壳构成，其中包覆在氧化镁颗粒表面的纳米碳层厚度为1-150nm，优选纳米碳层厚度为2-50nm。[0009]本发明所述低碳镁碳砖所用氧化镁颗粒的质量占比≥75％。[0010]本发明所述的碳包覆氧化镁可以用于制备镁碳砖。[0011]与现有技术相比，本发明所述技术方案具有以下优点：[0012]1、提出了一种碳包覆的氧化镁颗粒部分或全部替代传统镁碳砖原料-氧化镁和石墨作为原料制作镁碳砖的方法，该方法的特点为：纳米碳层包裹在氧化镁颗粒表面形成核3CN112094105A说明书2/4页壳结