CN102093065A - 一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖，按重量百分比由下述组份组成：复合镁砂85～90、鳞片石墨10～15及少量抗氧化剂、改性剂、酚醛树脂；其制备方法是将复合镁砂破碎、筛分为粒度为5～3mm、3～1mm、＜1三种镁砂颗粒；按照多级粒度配比配置成复合镁砂后，与鳞片石墨、抗氧化剂、改性剂、酚醛树脂加入搅拌机中搅拌均匀；在压力机上压制成型后在180-240℃保温10-13小时即得成品。本发明工艺方法简单、操作方便、制备的材料抗渣性、高温强度、抗热震性能均符合国标，不易断裂，可有效降低镁碳砖的生产成本；适于工业化生产。

Description

一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖及制备方法

技术领域

本发明公开了一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖及制备方法，涉及耐火材料技术领域。

背景技术

目前，耐火材料行业所生产的镁碳砖以电熔镁砂为主，尽管电熔镁砂性能比烧结镁砂优良，但电熔镁砂与烧结镁砂相比价格偏高，每吨电熔镁砂价格比烧结镁砂高1000-1800元，生产成本相对较高。目前，国内部分厂家利用废镁碳砖进行回收再生产镁碳砖，在某种程度上讲降低了成本，但也存在很大弊端，如废旧砖性能不稳定，而且进行再生产时对废旧砖要求较高，不同厂家的废旧砖进行处理时工艺比较复杂，利用废砖进行生产对厂家管理条件要求很高，不易于控制，导致生产的镁碳砖性能不稳定，因此利用废砖进行生产镁碳砖并不是一种最能有效降低成本的方式。烧结镁砂含有一定杂质，特别是对于中档镁砂或高纯镁砂，其中某些低熔点杂质可以起到一定的烧结作用，且在使用过程中可形成一定量的玻璃相，其作用不仅可提高材料的烧结性能而且还可提高材料的抗氧化性，因此在某种程度上可以将烧结镁砂看成是把烧结剂或抗氧化剂非常均匀的分布到材料内部，故将烧结镁砂与电容镁砂按一定工艺利用即可以有效降低生产成本，又可以生产出某些性能非常优越的镁碳砖，在某种特定条件下其性能已超过了全部以电熔镁砂为镁质原料生产的镁碳砖。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺方法简单、操作方便、制备的材料抗渣性、高温强度、抗热震性能均符合国标，不易断裂的以复合镁砂为主要原料的镁碳砖及制备方法。

本发明一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖，按重量百分比由下述组份组成：

复合镁砂85～90

鳞片石墨10～15，所述复合镁砂与鳞片石墨重量百分之和为100％；添加占所述复合镁砂与鳞片石墨总重量(0.5～5)％的抗氧化剂、(0.5～5)％的改性剂、(3～5)％的酚醛树脂。

本发明一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖中，所述复合镁砂按重量百分比由10～90％的电熔镁砂和10～90％的烧结镁砂组成。

本发明一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖中，所述复合镁砂颗粒按下述重量百分比级配：粒度5～3mm的占25-40％、粒度3～1mm占20-35％、粒度1～0.088mm占15-30％，所述复合镁砂颗粒各级配的重量百分之和为100％。

本发明一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖中，所述抗氧化剂选自平均粒度为100-220目的Al粉、Si粉、AlMg合金粉、BC粉、SiC粉中的至少一种。

本发明一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖中，所述改性剂选自平均粒度为180-320目的ZrO₂粉、Cr₂O₃微粉、BN粉、Si₃N₄粉中的至少一种。

本发明一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖的制备工艺，包括下述步骤：

第一步：复合镁砂破碎分级：

按设计的复合镁砂组分配比分别取电熔镁砂和烧结镁砂混合均匀，破碎、筛分得粒度为5～3mm、3～1mm、＜1mm的三种镁砂颗粒；

第二步：混料：

按设计的镁碳砖组份配比分别取复合镁砂、鳞片石墨加入搅拌机中搅拌均匀，再将抗氧化剂、改性剂、酚醛树脂加入搅拌机中搅拌均匀，得湿润泥料；其中：所述复合镁砂颗粒按下述重量百分比级配：粒度5～3mm的占25-40％、粒度3～1mm占20-35％、粒度1～0.088mm占15-30％，所述复合镁砂颗粒各级配的重量百分之和为100％；

第三步：成型：将第二步所得湿润泥料在600-1000吨压力下压制成型后，在120-240℃烘干保温10-13小时即得成品。

本发明由于采用上述组份配比，采用含有烧结镁砂的复合镁砂作为生产铝镁碳砖的主原料，利用烧结镁砂中含有一定杂质，其中某些低熔点杂质可以起到一定的烧结作用，形成一定量的玻璃相，其作用不仅可提高材料的烧结性能而且还可提高材料的抗氧化性，相当于将烧结剂或抗氧化剂非常均匀的分布到材料内部，既可以有效降低生产成本，烧制成的镁碳砖的理化性能又符合标准，使用效果与常规方法生产的镁碳砖的质量水平相当。既降低了生产成本，又避免了为节约成本而用废砖生产镁碳砖带来的产品质量不稳定等问题。

综上所述，本发明工艺方法简单、操作方便、制备的材料抗渣性、高温强度、抗热震性能均符合国标，不易断裂，可有效降低镁碳砖的生产成本；适于工业化生产。

具体实施方式

实施例1

第一步：复合镁砂破碎分级：

按烧结镁砂90％，电熔镁砂10％的配比分别取电熔镁砂和烧结镁砂混合均匀，破碎、筛分得粒度为5～3mm、3～1mm、＜1mm的三种镁砂颗粒；

第二步：混料：

按90％复合镁砂、10％鳞片石墨(牌号为-195)加入搅拌机中搅拌均匀，其中：复合镁砂颗粒级配是：粒度5～3mm的占35％、粒度3～1mm占35％、粒度1～0.088mm占30％；再将平均粒度为100～120目、重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量2％的金属铝粉、重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量2％的金属硅粉，平均粒度均为180～200目、重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量3％的ZrO₂粉，重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量4％的酚醛树脂加入搅拌机中搅拌均匀，得湿润泥料；

第三步：成型：将第二步所得湿润泥料在600吨压力下压制成型后，在120-240℃烘干保温10-13小时即得成品。

本实施例制备的以复合镁砂为主要原料生产的镁碳砖干燥后主要的物理性能为：体积密度2.96g/cm³、显气孔率3.75％、耐压强度50Mpa。

实施例2

第一步：复合镁砂破碎分级：

按烧结镁砂50％，电熔镁砂50％的配比分别取电熔镁砂和烧结镁砂混合均匀，破碎、筛分得粒度为5～3mm、3～1mm、＜1mm的三种镁砂颗粒；

第二步：混料：复合镁砂85～90

按87％复合镁砂、13％鳞片石墨(牌号为-195)加入搅拌机中搅拌均匀，其中：复合镁砂颗粒级配是：粒度5～3mm的占35％、粒度3～1mm占35％、粒度1～0.088mm占30％；再将平均粒度为150～180目、重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量2％的金属铝粉、重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量3％的金属硅粉，平均粒度均为240～260目、重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量3％的ZrO₂粉与Cr₂O₃微粉，重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量4％的酚醛树脂加入搅拌机中搅拌均匀，得湿润泥料；

第三步：成型：将第二步所得湿润泥料在830吨压力下压制成型后，在120-240℃烘干保温10-13小时即得成品。

本实施例制备的以复合镁砂为主要原料生产的镁碳砖干燥后主要的物理性能为：体积密度2.99g/cm³、显气孔率2.8％、耐压强度60Mpa。

实施例3

第一步：复合镁砂破碎分级：

按烧结镁砂10％，电熔镁砂90％的配比分别取电熔镁砂和烧结镁砂混合均匀，破碎、筛分得粒度为5～3mm、3～1mm、＜1mm的三种镁砂颗粒；

第二步：混料：

按85％复合镁砂、15％鳞片石墨(牌号为-195)加入搅拌机中搅拌均匀，其中：复合镁砂颗粒级配是：粒度5～3mm的占35％、粒度3～1mm占35％、粒度1～0.088mm占30％；再将平均粒度为200～220目、重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量2％的金属铝粉、重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量1％金属硅粉，平均粒度均为280～320目，重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量3％的氧化锆粉、Si₃N₄粉，重量占复合镁砂和鳞片石墨总重量4％的酚醛树脂加入搅拌机中搅拌均匀，得湿润泥料；

第三步：成型：将第二步所得湿润泥料在1000吨压力下压制成型后，在120-240℃烘干保温10-13小时即得成品。

本实施例制备的以复合镁砂为主要原料生产的镁碳砖干燥后主要的物理性能为：体积密度2.98g/cm³、显气孔率3.20％、耐压强度52Mpa。

Claims (6)

1.一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖，按重量百分比由下述组份组成：

复合镁砂85～90

鳞片石墨10～15，所述复合镁砂与鳞片石墨重量百分之和为100％；添加占所述复合镁砂与鳞片石墨总重量(0.5～5)％的抗氧化剂、(0.5～5)％的改性剂、(3～5)％的酚醛树脂。

2.根据权利要求1所述的一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖，其特征在于：所述复合镁砂按重量百分比由10～90％的电熔镁砂和10～90％的烧结镁砂组成。

3.根据权利要求2所述的一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖，其特征在于：所述复合镁砂颗粒按下述重量百分比级配：粒度5～3mm的占25-40％、粒度3～1mm占20-35％、粒度1～0.088mm占15-30％，所述复合镁砂颗粒各级配的重量百分之和为100％。

4.根据权利要求3所述的一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖，其特征在于：所述抗氧化剂选自平均粒度为100-220目的Al粉、Si粉、AlMg合金粉、BC粉、SiC粉中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖，其特征在于：所述改性剂选自平均粒度为180-320目的ZrO₂粉、Cr₂O₃微粉、BN粉、氧化锆粉、Si₃N₄粉中的至少一种。

6.制备如权利要求1～5任意一项所述的一种以复合镁砂为主要原料的镁碳砖的工艺，包括下述步骤：

第一步：复合镁砂破碎分级：

按设计的复合镁砂组分配比分别取电熔镁砂和烧结镁砂混合均匀，破碎、筛分得粒度为5～3mm、3～1mm、＜1mm的三种镁砂颗粒；

第二步：混料：

按设计的镁碳砖组份配比分别取复合镁砂、鳞片石墨加入搅拌机中搅拌均匀，再将抗氧化剂、改性剂、酚醛树脂加入搅拌机中搅拌均匀，得湿润泥料；其中：所述复合镁砂颗粒按下述重量百分比级配：粒度5～3mm的占25-40％、粒度3～1mm占20-35％、粒度1～0.088mm占15-30％，所述复合镁砂颗粒各级配的重量百分之和为100％；

第三步：成型：将第二步所得湿润泥料在600-1000吨压力下压制成型后，在120-240℃烘干保温10-13小时即得成品。