CN104193363B - 一种提高MgO-C砖强度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高MgO-C砖强度的方法。在MgO-C砖的制备过程中加入粒度为10nm-200μm的超微粉作为MgO-C砖的增强剂；所述的超微粉是铝铬渣超微粉和/或SiC超微粉。当需要单独加入10nm-200μm的铝铬渣超微粉时，加入量为原料总重量的0.5-3.5％。当需要组合加入铝铬渣超微粉和SiC超微粉时，加入量为SiC超微粉为0.5-1.5％，铝铬渣超微粉为0.5-2.5％。本发明由于在MgO-C砖生产过程中，加入铝铬渣超微粉或SiC与铝铬渣超微粉的组合，显著提高了镁碳砖的强度，本方法具有生产安全，产品的成本低廉，MgO-C砖强度高等优点。

Description

一种提高MgO-C砖强度的方法

技术领域

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种将超微粉加入到MgO-C砖的制备过程中，以提高MgO-C砖的高温抗折强度，达到安全生产，降低生产成本的目的。

背景技术

镁碳砖是20世纪70年代兴起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司渡边明首先开发，它是以镁砂(高温烧结镁砂或电熔镁砂)和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂制成的耐火材料。由于镁碳砖具有耐火度高、抗热震性优良和抗侵蚀能力强等优良特性而被广泛应用于钢铁企业，如转炉炼钢和电炉炼钢。但是镁碳砖的骨料为高纯度的电熔或烧结镁砂(一般MgO≥95％)，基质部分为高纯石墨和高纯镁砂。氧化镁的烧结温度较高约为2000℃，因此镁碳砖在高温使用过程中不烧结，其强度主要来自于树脂残留的碳的石墨化与石墨之间形成的碳链及镁砂颗粒间堆积形成的强度来维持，因此普通的镁碳砖高温强度很低，而电炉中的镁碳砖在使用过程中除经受高温冲击和渣的侵蚀外，还受到较强的电炉辐射的冲击及钢液在电弧搅拌作用下的机械冲击。另外，电炉用的镁碳砖要求所使用的镁碳砖具有较高的碳含量，而碳含量的提高必然带来镁碳砖高温强度的下降。因此，如何在保证电炉用镁碳砖在具有较高的碳含量情况下提高其高温强度成了亟待解决的问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种提高MgO-C砖强度的方法。

本发明采用的技术方案：一种提高MgO-C砖强度的方法，方法如下：在MgO-C砖的制备过程中加入超微粉增强剂，所述的超微粉增强剂是粒度为10nm-200μm的铝铬渣超微粉或铝铬渣超微粉与SiC超微粉的组合。当需要单独加入10nm-200μm的铝铬渣超微粉时，加入量为上述总原料重量的0.5-3.5％。当需要组合混合加入10nm-200μm铝铬渣超微粉和10nm-200μm SiC超微粉的量为：SiC超微粉为0.5-2.5％，铝铬渣超微粉为0.5-2.5％。

一种提高MgO-C砖强度的方法，方法如下：

1)将不同粒度的镁砂于45-75℃下干燥1-2h；将酚醛树脂于40-70℃下干燥1-2h；

2)打开混砂机，先投入粒度为5～3mm、3～1mm和＜1mm的镁砂混约1分钟，加入酚醛树脂，混约2分钟，再加入石墨，混约3分钟，最后加入粒度＜0.088mm的镁砂细粉、硅粉、粒度为10nm-200μm的铝铬渣超微粉和/或SiC超微粉，混约3分钟，出料；

各原料按重量份配比如下：

酚醛树脂的加入量为镁砂、石墨和硅粉总重量的2.5-3.5％；

超微粉增强剂的加入量为：单独加入10nm-200μm铝铬渣超微粉时，加入量为镁砂、石墨和硅粉总重量的0.5-3.5％；混合加入10nm-200μm铝铬渣超微粉和10nm-200μm SiC超微粉时，SiC超微粉加入量为镁砂和石墨总重量的0.5-2.5％，铝铬渣超微粉加入量为镁砂和石墨总重量的0.5-2.5％。

3)将混好的物料于模具中成坯，然后置于加热炉中，于120-270℃下，加热0.5-6h，得MgO-C砖成品。

本发明的有益效果是：本发明的创造性在于在MgO-C砖生产过程中，加入铝铬渣超微粉或SiC与铝铬渣超微粉的组合作为MgO-C砖的增强剂，显著提高了镁碳砖的强度。本发明的方法适用于任意的现有技术中加工MgO-C砖的生产过程，也就是在现有生产过程中再添加超微粉作为增强剂，以提高MgO-C砖的强度。本方法具有生产安全，产品的成本低廉，MgO-C砖强度高等优点。

铝铬渣是冶炼金属铬的副产品，主要成分是铬刚玉，其耐火度大于1800℃，并且含有0.5-4％的MgO和CaO，可提高镁炭砖中的CaO/SiO₂比，高铬渣超微粉可与镁炭砖中的MgO作用生成镁铝尖晶石，提高镁炭砖的强度，同时铝铬渣超微粉中含有微量易烧结的元素，可与镁炭砖在高温下致密烧结，保护镁炭砖中的石墨。

具体实施方式

实施例1一种提高MgO-C砖强度的方法

(一)方法如下：

1)将不同粒度的镁砂于45-75℃下干燥1-2h；将酚醛树脂于40-70℃下干燥1-2h；

2)打开混砂机，先投入粒度为5～3mm、3～1mm和＜1mm的镁砂混约1分钟，加入酚醛树脂，混约2分钟，再加入石墨，混约3分钟，最后加入粒度＜0.088mm的镁砂细粉、硅粉、粒度为10nm-200μm的铝铬渣超微粉，混约3分钟，出料；同时做对比试验；

各试验中原料按重量份配比如下表

3)将混好的物料于模具中成坯，然后置于加热炉中，于120-270℃下，加热0.5-6h，得MgO-C砖成品。

(二)检测结果

①将得到的MgO-C砖在160℃×24小时条件下热处理，结果见表1。

②把试样分别在1100℃和1550℃下进行埋碳煅烧进行物理指标检测，结果见表2。

③将试样在1550℃下进行抗氧化试验，结果见表3。

表1

由表1可知：添加铝铬渣超微粉的镁炭砖的常温耐压强度和体积密度较普通镁炭砖均有所提高，显气孔率略有降低。

表2

由表2可知：添加铝铬渣超微粉的制品与普通镁炭砖相比，其埋碳高温处理后的显气孔率减小、体积密度和耐压强度略有增加。

表3

由表3可知：添加铝铬渣超微粉的制品，其高温抗折强度较普通镁炭砖相比有大幅提高。

实施例2一种提高MgO-C砖强度的方法

(一)方法如下：

1)将不同粒度的镁砂于45-75℃下干燥1-2h；将酚醛树脂于40-70℃下干燥1-2h；

2)打开混砂机，先投入粒度为5～3mm、3～1mm和＜1mm的镁砂混约1分钟，加入酚醛树脂，混约2分钟，再加入石墨，混约3分钟，最后加入粒度＜0.088mm的镁砂细粉、粒度为10nm-200μm的铝铬渣超微粉和SiC超微粉，混约3分钟，出料；

各试验中原料按重量份配比如下表

3)将混好的物料于模具中成坯，然后置于加热炉中，于120-270℃下，加热0.5-6h，得MgO-C砖成品。

(二)检测结果

①将得到的MgO-C砖在160℃×24小时条件下热处理，结果见表4。

②把试样分别在1100℃和1550℃下进行埋碳煅烧进行物理指标检测，结果见表5。

③将试样在1550℃下进行抗氧化试验，结果见表6。

表4

由表4可知：添加SiC超微粉和铝铬渣超微粉的制品与普通镁炭砖相比，其耐压强度有所提高，显气孔率减小，体积密度几乎没有变化。

表5

由表5可知：添加SiC超微粉和铝铬渣超微粉的制品与普通镁炭砖相比，其埋碳高温处理后的显气孔率、体积密度和基本相同，耐压强度略有增加。

表6

由表6可知：添加SiC超微粉和铝铬渣超微粉的制品，其高温抗折强度比普通镁炭砖有大幅提高。

Claims (3)

1.一种提高MgO-C砖强度的方法，其特征在于方法如下：在MgO-C砖的制备过程中加入超微粉增强剂作为MgO-C砖的增强剂，所述的超微粉增强剂是粒度为10nm-200μm的铝铬渣超微粉或铝铬渣超微粉与SiC超微粉的组合；

超微粉增强剂的加入量为：单独加入10nm-200μm铝铬渣超微粉时，加入量为镁砂、石墨和硅粉总重量的0.5-3.5％；混合加入10nm-200μm铝铬渣超微粉和10nm-200μm SiC超微粉时，SiC超微粉加入量为镁砂和石墨总重量的0.5-2.5％，铝铬渣超微粉加入量为镁砂和石墨总重量的0.5-2.5％。

2.如权利要求1所述的一种提高MgO-C砖强度的方法，其特征在于方法如下：

1)将不同粒度的镁砂于45-75℃下干燥1-2h；将酚醛树脂于40-70℃下干燥1-2h；

2)打开混砂机，先投入粒度为5～3mm、3～1mm和＜1mm的镁砂混约1分钟，加入酚醛树脂，混约2分钟，再加入石墨，混约3分钟，最后加入粒度＜0.088mm的镁砂细粉、硅粉、粒度为10nm-200μm的铝铬渣超微粉和/或SiC超微粉，混约3分钟，出料；

3)将混好的物料于模具中成坯，然后置于加热炉中，于120-270℃下，加热0.5-6h，得MgO-C砖成品。

3.如权利要求2所述的一种提高MgO-C砖强度的方法，其特征在于各原料按重量份配比如下：

酚醛树脂的加入量为镁砂、石墨和硅粉总重量的2.5-3.5％；

超微粉增强剂的加入量为：单独加入10nm-200μm铝铬渣超微粉时，加入量为镁砂、石墨和硅粉总重量的0.5-3.5％；混合加入10nm-200μm铝铬渣超微粉和10nm-200μm SiC超微粉时，SiC超微粉加入量为镁砂和石墨总重量的0.5-2.5％，铝铬渣超微粉加入量为镁砂和石墨总重量的0.5-2.5％。