專利名稱：鎂碳磚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明鎂碳磚的制備方法，具體地說是一種常溫固化的鎂碳磚的制備，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎂碳磚是一種優(yōu)質(zhì)耐火材料，由于該種含碳耐火制品具有耐火度高、抗渣侵性能好、耐熱震性強(qiáng)及高溫蠕變小等優(yōu)點(diǎn)，在煉鋼電爐、轉(zhuǎn)爐及精煉爐上廣泛得到應(yīng)用，并促使?fàn)t襯壽命大幅度提高，因而被全世界許多國家迅速推廣應(yīng)用。鎂碳磚的主要原料包括鎂砂、石墨以及有機(jī)結(jié)合劑，其中結(jié)合劑是生產(chǎn)鎂碳磚的關(guān)鍵?，F(xiàn)在生產(chǎn)鎂碳磚多選用合成酚醛樹脂作為結(jié)合劑。原料首先在混煉機(jī)中混練，然后經(jīng)過壓制成型，最后在200 V左右的溫度下烘烤制成鎂碳磚。酚醛樹脂結(jié)合的鎂碳磚在烘烤固化過程中要消耗能源。據(jù)測算每烘烤1噸鎂碳磚，需要消耗標(biāo)準(zhǔn)煤8(Γ120公斤。酚醛樹脂結(jié)合鎂碳磚在烘烤過程中還會釋放出苯酚、甲醛、乙二醇等各種有毒氣體，氣體總量約占鎂碳磚重量的1%，對環(huán)境有害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)過程中減少烘烤工序的鎂碳磚的制備方法。按照本發(fā)明的技術(shù)方案，所述鎂碳磚的制備方法如下，按重量份數(shù)計
(1)混料取80-99份鎂砂、1-20份碳素、0.2-3份輕燒白云石粉、2_4份酚醛樹脂結(jié)合劑混煉均勻得到混合泥料；
(2)加壓成型將步驟(1)所得混合泥料放入壓機(jī)模具中，100-300MPa下加壓成型，得到成型的鎂碳磚；
(3)室溫保存將成型的鎂碳磚在室溫下保存2-4天后即得鎂碳磚。如果使用傾斜式逆流混合機(jī)混煉，可以省去預(yù)混煉工序，把所需物料直接放入其中混煉，得到混合泥料。也可以在步驟(1)中，將所述鎂砂中粒度小于0. 088mm的鎂砂與所述輕燒白云石粉預(yù)先混合均勻得到預(yù)混料；再在混煉機(jī)中加入其余鎂砂、所述碳素和酚醛樹脂結(jié)合劑混煉；再加入所述預(yù)混料混煉10-25min得到所述混合泥料。所述輕燒白云石粉制備步驟為取白云石在1000-1300°C灼燒至分解后磨粉。在步驟(1)中加入0. 5-3份抗氧化劑；所述抗氧化劑為鋁粉、硅粉、碳化硼、硼化鋯和硼玻璃粉的一種或幾種。預(yù)混時將抗氧化劑與輕燒白云石粉同時加入預(yù)混料。所述輕燒白云石粉氧化鈣含量大于等于30%，氧化鎂含量大于等于30%，氧化鈣和氧化鎂的總含量大于等于80%。所述液體酚醛樹脂結(jié)合劑為熱固性酚醛樹脂液。所述碳素為石墨、碳黑或高溫浙青粉中的一種或幾種。步驟(3)所得成型的鎂碳磚耐壓強(qiáng)度大于等于20MPa ；步驟(4)耐壓強(qiáng)度大于等于35MPa。其中酚醛樹脂結(jié)合劑起到維持鎂碳磚常溫和高溫整體性的作用，并提供強(qiáng)度。碳的特點(diǎn)是熔點(diǎn)高，熱膨脹系數(shù)小。在鎂碳磚中的作用是保 持鎂碳磚的高溫強(qiáng)度、 抗熱震性、抗渣滲透性。輕燒白云石粉灼燒后會生成氧化鎂和氧化鈣。氧化鈣可以起到調(diào)節(jié)酚醛樹脂結(jié)合劑的PH值的作用。一般酚醛樹脂結(jié)合劑偏中性或弱酸性，常溫下固化時間長。由于氧化鈣的存在，酚醛樹脂結(jié)合劑偏向強(qiáng)堿性，可以在常溫下固化，產(chǎn)生強(qiáng)度。氧化鈣也會和酚醛樹脂中的酚羥基發(fā)生反應(yīng)起到交聯(lián)作用，提高酚醛樹脂的抗氧化能力。氧化鈣添加到鎂碳磚中有利于提高鎂碳磚基質(zhì)的鈣硅比，減少高溫液相，增強(qiáng)對低堿度鋼渣的抗侵蝕性。鎂碳磚中氧化鈣含量提高也有利于提高抗熱震性。鎂碳磚中氧化鈣還有利于凈化鋼水，提高鋼材質(zhì)量。氧化鎂是鎂碳磚的主要成分，輕燒白云石粉中的活性氧化鎂也可以和酚醛樹脂結(jié)合劑中的酚羥基反應(yīng)，起到交聯(lián)作用，是酚醛樹脂的固化促進(jìn)劑。要注意的是在鎂碳磚中加入過多的輕燒白云石粉，會導(dǎo)致鎂碳磚鼓脹開裂。鎂碳磚中還可以加入部分抗氧化劑來延緩碳素被氧化?？寡趸瘎┛梢耘c氧氣反應(yīng)，堵塞氣孔，使鎂碳磚的基質(zhì)致密，保護(hù)碳素不被氧化?？寡趸瘎┌ㄤX粉、硅粉、碳化硼、 硼化鋯、硼玻璃粉等。輕燒白云石和含硼抗氧化劑反應(yīng)生成的硼酸鈣和硼酸鎂有利于提高含硼抗氧化劑的抗氧化效果。本發(fā)明的有益效果相比原有技術(shù)，本發(fā)明生產(chǎn)的鎂碳磚省去了裝窯車、烘烤等工序，節(jié)約了能源和人力，減少了污染物的排放。由于減少了烘烤工序，鎂碳磚可以節(jié)約烘烤所需的能源按標(biāo)準(zhǔn)煤計為8(Γ120公斤/噸。所得的鎂碳磚中氧化鈣含量高，有一定的高溫蠕變性，和普通的鎂碳磚相比抗剝落性較好，有利于抵抗低堿度熔渣的侵蝕，可以延長使用壽命，凈化鋼水。
具體實施例方式
下述實施例均按重量份數(shù)計。實施例1，輕燒白云粉的制備
把白云石在iioo°c下灼燒至分解，得到輕燒白云石，冷卻后磨粉密閉保存。該輕燒白云石中氧化鈣和氧化鎂總量> 80%，氧化鈣含量> 30%,氧化鎂含量> 30%。實施例2，一種鎂碳磚的制備方法，按重量份計
(1)制備預(yù)混料取粒度為0-5mm的鎂砂99份，將其中粒度小于0.088mm的鎂砂與輕燒白云石粉3份、硼化鋯1份預(yù)先在混合機(jī)中混合20min得到預(yù)混料；
(2)混料在混煉機(jī)中加入其余鎂砂和4份酚醛樹脂結(jié)合劑，混煉3min；加入碳黑0. 5 份，高溫浙青粉0. 5份，混煉5min ；再加入步驟(1)制備的預(yù)混料混煉15min得到混合泥料；
(3)加壓成型將步驟(2)所得混合泥料放入壓機(jī)模具中，100MPa下加壓成型，得到成型的鎂碳磚；
(4)室溫保存將成型的鎂碳磚在室溫下保存2天后即得鎂碳磚。該產(chǎn)品成型后的耐壓強(qiáng)度彡25MPa,在20 °C室溫下保存72小時后耐壓強(qiáng)度彡 45MPa。
實施例3，一種鎂碳磚的制備方法，按重量份計
(1)制備預(yù)混料取粒度為0-6mm的鎂砂80份，將其中粒度小于0.088mm的鎂砂與輕燒白云石粉0. 8份、碳化硼0. 5份預(yù)先在混合機(jī)中混合2 min得到預(yù)混料；
(2)混料在混煉機(jī)中加入其余鎂砂、20份石墨和3份酚醛樹脂結(jié)合劑，混煉Smin；再加入步驟(1)制備的預(yù)混料混煉15min得到混合泥料；
(3)加壓成型將步驟(2)所得混合泥料放入壓機(jī)模具中，200MPa下加壓成型，得到成型的鎂碳磚；
(4)室溫保存將成型的鎂碳磚在室溫下保存3天后即得鎂碳磚。鎂碳磚成型后的耐壓強(qiáng)度彡20MPa,在25 °C室溫下保存72小時后耐壓強(qiáng)度彡 35MPa。實施例4，一種鎂碳磚的制備方法，按重量份計
(1)混料在逆流式混煉機(jī)中加入91份鎂砂和7.5份石墨、1. 5份高溫浙青粉、2份酚醛樹脂結(jié)合劑和0. 2份白云石粉，混煉20min得到混合泥料；
(2)加壓成型將步驟(1)所得混合泥料放入壓機(jī)模具中，300MPa下加壓成型，得到成型的鎂碳磚；
(3)室溫保存將成型的鎂碳磚在室溫下保存2-4天后即得鎂碳磚。鎂碳磚成型后耐壓強(qiáng)度彡25MPa, 10°C室溫下保存72小時后耐壓強(qiáng)度彡40MPa。 1400°C時高溫抗折強(qiáng)度彡7MPa。實施例5，一種鎂碳磚的制備方法，按重量份計
(1)制備預(yù)混料取粒度為0-6mm的鎂砂87份，將其中粒度小于0.088mm的鎂砂與輕燒白云石粉2. 8份、硼玻璃粉1份和硅粉2份預(yù)先在混合機(jī)中混合20min得到預(yù)混料；
(2)混料在混煉機(jī)中加入其余鎂砂和3份酚醛樹脂結(jié)合劑，混煉4min；加入石墨12 份，混煉5min ；再加入步驟(1)制備的預(yù)混料混煉15min得到混合泥料；
(3)加壓成型將步驟(2)所得混合泥料放入壓機(jī)模具中，100MPa下加壓成型，得到成型的鎂碳磚；
(4)室溫保存將成型的鎂碳磚在室溫下保存2天后即得鎂碳磚。該產(chǎn)品成型后的耐壓強(qiáng)度彡25MPa,在20 °C室溫下保存72小時后耐壓強(qiáng)度彡 45MPa。實施例6，一種鎂碳磚的制備方法，按重量份計
(1)制備預(yù)混料取粒度為0-5mm的鎂砂86份，將其中粒度小于0.088mm的鎂砂與輕燒白云石粉0. 9份、鋁粉2. 2份預(yù)先在混合機(jī)中混合3 min得到預(yù)混料；
(2)混料在混煉機(jī)中加入其余鎂砂、17份碳黑、3份高溫浙青粉和2份酚醛樹脂結(jié)合齊IJ，混煉8min ；再加入步驟(1)制備的預(yù)混料混煉15min得到混合泥料；
(3)加壓成型將步驟(2)所得混合泥料放入壓機(jī)模具中，300MPa下加壓成型，得到成型的鎂碳磚；
(4)室溫保存將成型的鎂碳磚在室溫下保存2天后即得鎂碳磚。鎂碳磚成型后的耐壓強(qiáng)度彡20MPa,在25 °C室溫下保存72小時后耐壓強(qiáng)度彡 35MPa。實施例7，一種鎂碳磚的制備方法，按重量份計(1)制備預(yù)混料取粒度為0-6mm的鎂砂98份，將其中粒度小于0.088mm的鎂砂與輕燒白云石粉1. 8份預(yù)先在混合機(jī)中混合2 min得到預(yù)混料；
(2)混料在混煉機(jī)中加入其余鎂砂、19份高溫浙青粉和3份酚醛樹脂結(jié)合劑，混煉 Smin ；再加入步驟(1)制備的預(yù)混料混煉15min得到混合泥料；
(3)加壓成型將步驟(2)所得混合泥料放入壓機(jī)模具中，IOOMPa下加壓成型，得到成型的鎂碳磚；
(4)室溫保存將成型的鎂碳磚在室溫下保存3天后即得鎂碳磚。
鎂碳磚成型后的耐壓強(qiáng)度彡20MPa,在25 °C室溫下保存72小時后耐壓強(qiáng)度彡 35MPa。
權(quán)利要求
1.鎂碳磚的制備方法，其特征在于按重量份數(shù)計(1)混料取80-99份鎂砂、1-20份碳素、0.2-3份輕燒白云石粉、2_4份酚醛樹脂結(jié)合劑混煉均勻得到混合泥料；(2)加壓成型將步驟(1)所得混合泥料放入壓機(jī)模具中，100-300MPa下加壓成型，得到成型的鎂碳磚；(3)室溫保存將成型的鎂碳磚在室溫下保存2-4天后即得鎂碳磚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂碳磚的制備方法，其特征是在步驟(1)中，將所述鎂砂中粒度小于0. 088mm的鎂砂與所述輕燒白云石粉預(yù)先混合均勻得到預(yù)混料；再在混煉機(jī)中加入其余鎂砂、所述碳素和酚醛樹脂結(jié)合劑混煉；再加入所述預(yù)混料混煉10-25min得到所述混合泥料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂碳磚的制備方法，其特征是所述輕燒白云石粉制備步驟為 取白云石在1000-1300°C灼燒至分解后磨粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鎂碳磚的制備方法，其特征是在步驟(1)中加入0.5-3份抗氧化劑；所述抗氧化劑為鋁粉、硅粉、碳化硼、硼化鋯和硼玻璃粉的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述鎂碳磚的制備方法，其特征是所述輕燒白云石粉氧化鈣含量大于等于30%，氧化鎂含量大于等于30%，氧化鈣和氧化鎂的總含量大于等于80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂碳磚的制備方法，其特征是所述液體酚醛樹脂結(jié)合劑為熱固性酚醛樹脂液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂碳磚的制備方法，其特征是所述碳素為石墨、碳黑或高溫浙青粉中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂碳磚的制備方法，其特征是步驟(2)所得成型的鎂碳磚耐壓強(qiáng)度大于等于20MPa ；步驟(3)耐壓強(qiáng)度大于等于35MPa。
全文摘要
鎂碳磚的制備方法，具體地說是一種常溫固化的鎂碳磚的制備，屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。其制備過程為取鎂砂、碳素、酚醛樹脂結(jié)合劑和輕燒白云石粉混得到混和泥料；如果使用傾斜式逆流混合機(jī)混煉，可以省去預(yù)混煉工序，把所需物料直接放入其中混煉，得到混合泥料。將所得混合泥料放入壓機(jī)模具中加壓成型，得到成型的鎂碳磚；將成型的鎂碳磚在室溫下保存2-4天后即得鎂碳磚。由于減少了烘烤工序，鎂碳磚可以節(jié)約烘烤所需的能源按標(biāo)準(zhǔn)煤計為80~120公斤/噸。所得的鎂碳磚中氧化鈣含量高，有一定的高溫蠕變性，和普通的鎂碳磚相比抗剝落性較好，若用作冶煉不銹鋼的爐襯材料可以延長使用壽命，凈化鋼水。
文檔編號C04B35/66GK102329136SQ201110178630
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者俞曉東, 張雪松 申請人:江蘇蘇嘉集團(tuán)新材料有限公司