CN103172405A

CN103172405A - 一种镁质耐火砖的防水化处理方法

Info

Publication number: CN103172405A
Application number: CN2013101257653A
Authority: CN
Inventors: 郑连营; 潘波; 王健东; 杨晓峰; 范连伟
Original assignee: LIAONING QINGHUA REFRACTORIES CO Ltd
Current assignee: LIAONING QINGHUA REFRACTORIES CO Ltd
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明涉及镁质耐火砖防水领域，尤其涉及一种镁质耐火砖的防水化处理方法，其特征在于，利用硫酸镁具有结晶水的特点，真空下对镁质耐火砖进行生产后浸渍，达到防水化的目的，其具体操作步骤如下：1）配制硫酸镁溶液；2）码砖抽真空；3）注入硫酸镁溶液将砖都淹没，浸渍；4）将砖取出进行热处理。与现有技术相比，本发明的有益效果是：处理后的镁质耐火砖，气孔率降低，耐压强度提高，同时具有很高的抗水化能力，可有效的解决麦尔兹活性石灰竖窑中镁铝尖晶石砖、RH精炼炉工作层的镁铬砖及冶金电炉、转炉永久层烧镁砖的水化问题，有利于降低由于我国南方气候潮湿、多雨等恶劣条件对镁质耐火砖性能的影响，提高了镁质耐火砖的使用寿命。

Description

一种镁质耐火砖的防水化处理方法

技术领域

本发明涉及镁质耐火砖防水领域，尤其涉及一种镁质耐火砖的防水化处理方法。

背景技术

镁质耐火砖（镁砖，镁铝砖，镁铬砖等）的水化主要是因为氧化镁和水发生化学反应，生成氢氧化镁造成的。随着反应程度的不断扩大水化现象就会更加明显，宏观上会出现多种水化现象，水化后的镁质耐火砖表面鼓包、起白霜、结构疏松并有放射性的星状裂纹，同时这些新生成的裂纹表面又会进一步加剧更深度的水化，出现链式反应，最终会导致镁质耐火砖结构完全溃散。在相同的水化环境下，氧化镁和氧化钙含量越高的制品越容易水化。镁质耐火砖的水化会出现在存储和运输期间，如直接接触到水/雨水或者湿热气候的情况，也会出现在砌筑阶段、烘窑阶段以及使用过程中。RH精炼炉浸渍管再结合镁铬砖外周使用浇注料，在高温状态下会导致耐火砖损坏；并流蓄热式麦尔兹活性石灰窑，大多使用水煤气和天然气等燃料，燃烧会带入的大量水分凝结在竖窑上部的墙壁上并向下流淌，造成工作层镁质耐火砖的水化，露天存放的石灰石原料入窑时会带入雨水和冰雪、砌筑过程中使用的火泥、浇注料以及混凝土等也会给窑内带来额外的水分，都会导致工作层镁质耐火砖在使用过程中出现水化情况；冶金电炉和转炉及钢包更换工作层时，永久衬镁砖都要接触带水的火泥；电炉和转炉的水冷设备，有时会漏水情况，水沿着炉壳进入永久层耐火砖内部，并且在高温下形成水蒸气，同样会使永久层镁质耐火砖水化粉化，导致镁质耐火砖损坏。以上种种情况都会对镁质耐火砖的使用效果造成影响，缩短镁质耐火砖的使用寿命。

为防止镁质耐火砖水化有真空包装法，避免或减少在运输以及存储过程中与水接触；提高镁质耐火砖的硅酸盐含量，使硅酸盐液相包裹方镁石晶体；浸渍沥青堵塞耐火砖的气孔，进而降低方镁石与水接触机会，起到防水化作用，但都不能有效解决防水问题。

发明专利CN201210155543.1公开了一种抗水化烧成钙镁砖，提供了一种无需作表面防水处理即可长期存放的钙镁砖。它由耐火材料与结合剂按100:4～7重量比配制烧结而成；按质量百分比计算，耐火材料由12～80%的A料、20～88%的镁砂配成；A料由A料粗砂10～20%、A料中砂10～20%、A料细砂20～30%、A料粉30～50%配成，镁砂由镁砂粗砂10～20%、镁砂中砂10～20%、镁砂细沙20～30%、镁砂粉30～50%配成；结合剂是质量百分比浓度为1.2～1.3的木质素溶液、氯化镁溶液、硅酸钠溶液、硫酸铝溶液、磷酸溶液之一。本发明氧化钙含量高、抗水化能力强、高温性能好；是一种用于冶炼等行业的耐火砖，其不足之处是因需将具有防水性能的结合剂与耐火材料混合后烧结，适用范围窄，无法适用于诸如镁砖、镁铝砖、镁铝尖晶石砖、镁铬砖和镁锆砖等多种耐火砖。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁质耐火砖的防水化处理方法，可广泛适用于镁砖、镁铝砖、镁铝尖晶石砖、镁铬砖、镁锆砖等多种以氧化镁为主要成分的镁质耐火砖，采用生产后的真空浸渍，达到防水化的目的。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种镁质耐火砖的防水化处理方法，利用硫酸镁具有结晶水的特点，真空下对镁质耐火砖进行生产后浸渍，达到防水化的目的，其具体操作步骤如下：

1）将30~60份硫酸镁和100份水按重量份比例加入溶液罐内，充分进行搅拌，使其溶解分布均匀，要求硫酸镁溶液温度在25~30℃之间；

2）将镁质耐火砖码入浸盐罐内，相邻耐火砖之间的缝隙范围在2~20mm，镁质耐火砖全部码完后进行抽真空，真空压力为0.2~0.7Mpa；

3）向浸盐罐注入步骤1）配制好的硫酸镁溶液，将所有的镁质耐火砖都淹没，浸渍时间为1~2h；

4）将浸渍后的镁质耐火砖取出推入隧道式热处理窑进行热处理，热处理温度为120~300℃，热处理时间为20~50h。

所述硫酸镁中MgSO₄的含量≥99.6%。

所述镁质耐火砖为镁铬砖时，硫酸镁溶液的配制方法是将50~60份硫酸镁和100份水按重量份比例混合。

所述镁质耐火砖为烧镁砖时，硫酸镁溶液的配制方法是将30~40份硫酸镁和100份水按重量份比例混合。

所述镁质耐火砖为镁铝尖晶石砖时，硫酸镁溶液的配制方法是将41~49份硫酸镁和100份水按重量份比例混合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用该方法处理后的镁质耐火砖，气孔率降低，耐压强度提高，同时具有很高的抗水化能力，可有效的解决麦尔兹活性石灰竖窑中镁铝尖晶石砖、RH精炼炉工作层的镁铬砖及冶金电炉、转炉永久层烧镁砖的水化问题，有利于降低由于我国南方气候潮湿、多雨等恶劣条件对镁质耐火砖性能的影响，从而大大提高了这些窑炉中镁质耐火砖的使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

RH精炼炉用镁铬砖的防水化处理，RH精炼炉浸渍管广泛采用双层结构：内衬用镁铬砖砌筑，外层使用高铝浇注料。由于后者携带的大量水分，在高温状态下会对工作层镁铬砖造成水化破坏。因此需要对RH精炼炉用镁铬砖进行防水化处理：

镁铬砖化学指标见表1。

表1

成分	灼烧减量	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	Cr₂O₃
								百分比(%)	0.16	1.59	4.54	5.34	1.21	75.64	11.52

浸渍前镁铬砖物理指标见表2。

表2

表3

实施例1的具体操作步骤如下：

1）如表3，将份硫酸镁（含量≥99.6%）和水按重量份比例加入溶液罐内，充分进行搅拌，使其溶解分布均匀，要求硫酸镁溶液温度在25~30℃之间；

2）将镁铬砖码入浸盐罐内，相邻耐火砖之间的缝隙范围在15~20mm，镁铬砖全部码完后进行抽真空，真空压力为0.2~0.7Mpa；

3）向浸盐罐注入步骤1）配制好的硫酸镁溶液，将所有的镁铬砖都淹没，浸渍时间为1~2h；

4）将浸渍后的镁铬砖取出推入隧道式热处理窑进行热处理，热处理温度为250~300℃，热处理时间为40~50h。

浸渍硫酸镁溶液防水化处理后的镁铬砖物理指标如下见表4。

表4

结果表明:经过浸盐处理后,镁铬砖的显气孔率显著下降,体积密度增大,常温耐压强度明显增大,而对高温性能没有影响。

通过对浸盐前后的镁铬砖进行抗水化实验：将镁铬砖试样切割为40mm×40mm×40mm的正方体，在105～120℃下干燥 ,将浸盐的镁铬砖和未经浸盐处理的镁铬砖各3块试样放入高压釜中进行水化试验检测(温度:160℃；压力：0.29MPa；保温时间:3h)，观察水化后试样的试样的龟裂和剥落情况，结果表明浸盐后的镁铬砖没有水化，未经过浸盐处理的镁铬砖出现了明显的水化裂纹。

实施例2

冶金转炉用烧镁砖的防水化处理，冶金转炉大多使用双层砌筑结构，工作层使用镁碳砖，永久层大多使用烧镁砖，由于炉口配套的水冷设备，容易会出现漏水情况，水从炉口沿着炉壳进入永久层内部，并且在高温下形成水蒸气会导致永久层镁砖水化，导致镁砖粉化损坏，因此需对烧镁砖进行浸盐防水化处理。

烧镁砖的化学指标见表5。

表5

烧镁砖	灼烧减量	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO
							化学指标	0.2	3.77	0.66	0.88	1.75	92.74

浸渍前烧镁砖的物理指标见表6。

表6

表7

实施例2的具体操作步骤如下：

1）如表7，将份硫酸镁（含量≥99.6%）和水按重量份比例加入溶液罐内，充分进行搅拌，使其溶解分布均匀，要求硫酸镁溶液温度在25~30℃之间；

2）将烧镁砖码入浸盐罐内，相邻耐火砖之间的缝隙范围在2~10mm，烧镁砖全部码完后进行抽真空，真空压力为0.2~0.7Mpa；

3）向浸盐罐注入步骤1）配制好的硫酸镁溶液，将所有的烧镁砖都淹没，浸渍时间为1~2h；

4）将浸渍后的烧镁砖取出推入隧道式热处理窑进行热处理，热处理温度为120~200℃，热处理时间为20~30h。

浸渍硫酸镁溶液防水化处理后的镁铬砖物理指标如下见表8。

表8

结果表明:经过浸盐处理后,烧镁砖的显气孔率显著下降,体积密度增大,常温耐压强度略有提升,高温性能影响不大。经浸盐处理的烧镁砖应用在国内某钢厂50吨转炉永久层，使用1年拆炉后，未发现冶金转炉永久层烧镁砖有粉化现象，表明浸盐处理提高烧镁砖的抗水化性能。

实施例3

并流蓄热式麦尔兹活性石灰窑用镁铝尖晶石砖的防水化处理，并流蓄热式麦尔兹活性石灰窑工作层耐火砖大多采用镁铝尖晶石砖，燃料多使用水煤气和天然气等，燃烧时带入的大量水分会凝结在竖窑上部的墙壁上并向下流淌，造成工作层镁质耐火砖的水化；露天存放的石灰石原料入窑时会带入雨水和冰雪、砌筑过程中使用的火泥、浇注料以及混凝土等也会给窑内带来额外的水分，这些都会导致工作层镁铝尖晶石砖在使用过程中出现水化情况。因此需对并流蓄热式麦尔兹活性石灰窑用镁铝尖晶石砖进行浸盐防水化处理：

镁铝尖晶石砖的化学指标见表9。

表9

镁铝尖晶石砖	灼烧减量	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO
							化学指标	0.2	0.62	12.62	0.63	1.19	84.74

浸渍前镁铝尖晶石砖的物理指标见表10。

表10

表11

实施例3的具体操作步骤如下：

1）如表11，将硫酸镁（含量≥99.6%）和水按重量份比例加入溶液罐内，充分进行搅拌，使其溶解分布均匀，要求硫酸镁溶液温度在25~30℃之间；

2）将镁铝尖晶石砖码入浸盐罐内，相邻耐火砖之间的缝隙范围在10~15mm，镁铝尖晶石砖全部码完后进行抽真空，真空压力为0.2~0.7Mpa；

3）向浸盐罐注入步骤1）配制好的硫酸镁溶液，将所有的镁铝尖晶石砖都淹没，浸渍时间为1~2h；

4）将浸渍后的镁铝尖晶石砖取出推入隧道式热处理窑进行热处理，热处理温度为200~250℃，热处理时间为30~40h。

浸渍硫酸镁溶液防水化处理后的镁铬砖物理指标如下见表12。

表12

结果表明:经过浸盐处理后,镁铝尖晶石砖的显气孔率显著下降,体积密度增大,常温耐压强度得到提升,高温性能没有影响。

Claims

1.一种镁质耐火砖的防水化处理方法，其特征在于，利用硫酸镁具有结晶水的特点，真空下对镁质耐火砖进行生产后浸渍，达到防水化的目的，其具体操作步骤如下：

2.根据权利要求1所述一种镁质耐火砖的防水化处理方法，其特征在于，所述硫酸镁中MgSO₄的含量≥99.6%。

3.根据权利要求1所述一种镁质耐火砖的防水化处理方法，其特征在于，所述镁质耐火砖为镁铬砖时，硫酸镁溶液的配制方法是将50~60份硫酸镁和100份水按重量份比例混合。

4.根据权利要求1所述一种镁质耐火砖的防水化处理方法，其特征在于，所述镁质耐火砖为烧镁砖时，硫酸镁溶液的配制方法是将30~40份硫酸镁和100份水按重量份比例混合。

5.根据权利要求1所述一种镁质耐火砖的防水化处理方法，其特征在于，所述镁质耐火砖为镁铝尖晶石砖时，硫酸镁溶液的配制方法是将41~49份硫酸镁和100份水按重量份比例混合。