本发明涉及耐火材料领域,具体涉及一种低碳镁碳耐火材料及其制备方法。
背景技术:
中国是全球耐火材料和耐火原料生产、消费和出口最多的国家,在国际耐火材料领域占有重要地位。早在2016年,全国耐火材料产量就已达到2391.24万吨,占全球产量的65%以上。然而,在高端产品制造、高效生产和绿色发展等方面,我国与世界先进水平国家之间还有较大差距。以消耗70%耐火材料的钢铁工业为例,我国吨钢耐火材料消耗量在10~18kg,而日本已降至7.1kg左右。为应对钢铁行业产能过剩、全球性竞争日益激烈、能源资源与环境约束等问题,钢铁冶金新工艺和新技术不断涌现,这对耐火材料的性能和服役行为提出更高要求和挑战,同时也更加凸显耐火材料的技术突破在推动高温工业发展的基础性与战略性功能。
作为耐火材料领域重要的组成之一,镁碳耐火材料由于其优良的抗渣侵蚀性能和抗热震性能,广泛应用于冶金行业的各个部位,例如转炉、电弧炉、rh真空精炼炉、滑板、钢包等,其中碳在镁碳质耐火材料中提供了关键作用。但随着目前洁净钢技术、炉外精炼技术、钢铁工业节能减排技术及资源循环利用等技术的不断发展,传统的镁碳耐火材料由于石墨含量(12~20wt%)较高而无法满足生产要求。例如,传统镁碳耐火材料的热导率较高,这势必要提高出钢温度,出钢温度的提高又将带来能耗增加,炉体容易受热变形等一系列问题。另外,传统镁碳耐火材料易于向钢水中渗碳,这对于超低碳钢、纯净钢的冶炼非常不利,严重制约和限制了我国高端钢材的发展。因此,镁碳耐火材料低碳化成为现今重点关注的一个方向。碳含量降低后,如何提高镁碳系耐火材料的抗氧化性(即尽可能长时间地发挥石墨在耐火材料中的作用)显得更为重要。目前,最为成熟和常见的方法是添加抗氧化剂。其作用机理主要从两方面来考虑:一是从热力学角度分析,加入的抗氧化剂或其反应生成物的氧势较高,优先于石墨被氧化,从而对石墨起到保护作用;另一方面从动力学角度分析,抗氧化剂与石墨或其他物质形成某种化合物,改变了镁碳系耐火材料的内部组织结构,阻塞了镁碳系耐火材料本身或石墨氧化后形成的孔隙,阻碍氧气向内的进一步扩散。常见的抗氧化剂包括金属及合金粉体(al,si,mg-al)、碳化物(sic,b4cal8b4c7)及硼化物(zrb2cab6)等。
目前,尚未见有在镁碳耐火材料中添加硼酸镁晶须以提高其抗氧化性的报导。因此,研制一种采用
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