CN107140950A - 一种蔗糖结合MgO‑C质耐火材料的制备方法 - Google Patents

一种蔗糖结合MgO‑C质耐火材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107140950A
CN107140950A CN201710219001.9A CN201710219001A CN107140950A CN 107140950 A CN107140950 A CN 107140950A CN 201710219001 A CN201710219001 A CN 201710219001A CN 107140950 A CN107140950 A CN 107140950A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sucrose
mgo
refractory material
fine powder
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710219001.9A
Other languages
English (en)
Inventor
朱凌
黄朝晖
吴小文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Geosciences Beijing
Original Assignee
China University of Geosciences Beijing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Geosciences Beijing filed Critical China University of Geosciences Beijing
Priority to CN201710219001.9A priority Critical patent/CN107140950A/zh
Publication of CN107140950A publication Critical patent/CN107140950A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • C04B35/04Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite based on magnesium oxide
    • C04B35/043Refractories from grain sized mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817Carbides
    • C04B2235/3821Boron carbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/402Aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422Carbon
    • C04B2235/424Carbon black
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422Carbon
    • C04B2235/425Graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/428Silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/77Density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Abstract

本发明涉及一种蔗糖结合MgO‑C质耐火材料的制备方法,属于耐火材料制备技术领域。其特征是采用镁砂颗粒和细粉(电熔镁砂或烧结镁砂)、碳素原料细粉(鳞片石墨、炭黑、电极屑等)为主要原料,以蔗糖为结合剂以及其他添加剂,经混料、困料、成型、干燥等工艺制备出MgO‑C质耐火材料。所述这种耐火材料可以有效避免类似煤焦油沥青或酚醛树脂等高分子有机物作为MgO‑C质耐火材料结合剂,在研发、生产和使用过程中释放出甲醛和酚类化合物等有害气体,对环境和人体健康造成严重危害的问题,且蔗糖来源广泛,价格相对便宜,可以降低MgO‑C质耐火材料的生产成本。该制备方法还为蔗糖结合剂应用于其它耐高温材料提供了技术和理论基础。

Description

一种蔗糖结合MgO-C质耐火材料的制备方法
技术领域:
[0001] 本发明涉及一种蔗糖结合MgO-c质耐火材料的制备方法,属于耐火材料制备技术 领域。
背景技术:
[0002] Mg〇-C质耐火材料具有抗侵蚀较好、抗热震稳定性和导热性好、线膨胀系数低以及 对金属熔体和高温熔渣的抗渗透性等优点,是含碳耐火材料的主要品种。它主要被使用在 洁净钢冶炼钢包、出铁场和铁水储运罐、连铸、炼铁高炉本体等部位,为钢铁冶金工业的技 术进步和安全生产发挥着至关重要的作用。
[0003]结合剂是含碳氧化物-非氧化物耐火材料生产的核心问题,是提供Mg0-c质耐火材 料常温和中温强度的重要保障。生产Mg〇-C质耐火材料最常用的有机结合剂就是煤焦油沥 青和酚醛树脂。但是,煤焦油沥青的主要的致命缺点是含有致癌的芳香烃,尤其是苯并芘, 而酚醛树脂在作为含碳耐火材料结合剂使用的时候,在研发、生产和使用的过程中都会放 出一定量的甲醛和酚类化合物等有害气体,对环境和人体健康产生不利影响。因此,急需寻 找环保型结合剂来替代酚醛树脂和煤焦油浙青,制备高性能、低成本、低污染的含碳耐火材 料。
[0004]鉴于酚醛树脂和煤焦油沥青对人体健康和环境带来的严重危害,有人建议使用糖 类作为结合剂,这种非芳香族有机高分子化合物,可以在一定程度上防止这些问题。因此, 本发明采用蔗糖为结合剂,制备环保型高性能MgO-c质耐火材料。并且蔗糖原料来源广泛易 得,而且环保几乎无污染,价格也相对酚醛树脂便宜,适合大规模推广使用的可行性。本发 明创新性地以蔗糖这种环保型有机糖类替代酚醛树脂等传统结合剂,通过糖类物质的低温 固$获得优良的初始强度,在钢包等实际领域应用中通过糖类碳化形成碳网络结构来获得 中、高温强度,最终实现Mg〇-C质耐火材料制备与使用过程的低成本、高性能和环保化。本发 明也为开发环保型高性能低成本含碳耐火材料提供科学依据和理论基础。
发明内容:
[0005]本发明的目的是针对Mg〇-C质耐火材料采用酚醛树脂和煤焦油沥青作为结合剂在 使用过程中释放出甲醛和酚类化合物等有害气体对环境和人体健康产生不利影响的问题, 提出一种以环保型蔗糖替代酚醛树脂作为结合剂制备的高性能环保Mg0-c质耐火材料。本 发明以电熔镁砂(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)和鳞片石墨(也可以使用炭黑、 膨胀石墨、电极肩等性能相当的碳素原料来取代)为主要原料、添加其他添加剂(添加剂为 金属错粉、金属Si粉、金属Mg粉或B4C,其用法可以是分别单独加入,也可以是它们的混合 物加入),通过蔗糖溶液的低温固化获得优良的初始强度,在钢包等实际领域应用中通过糖 类碳化形成碳网络结构来获得中高温强度,获得一种新型环保免烧Mg〇_c质耐火材料。这种 耐火材料用于钢铁冶炼的钢包渣线部位和转炉内衬材料,实现Mg〇_c质耐火材料制备与使 用过程的低成本、高性能和环保化。
[0006] 本发明提出的一种蔗糖结合MgO-C质耐火材料的制备方法,其特征在于:该耐火材 料是采用电熔镁砂颗粒和细粉(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)、鳞片石墨细粉 (也可以使用炭黑、膨胀石墨、电极屑等性能相当的碳素原料来取代)为主要原料,以蔗糖为 结合剂以及添加其他添加剂(添加剂为金属铝粉、金属Si粉、金属Mg粉或B4C,其用法可以是 分别单独加入,也可以是它们的混合物加入),按一定比例混合,然后经过混料、困料、成型、 干燥等工艺过程制备出免烧Mg〇-C质耐火材料。所述的电熔镁砂颗粒和细粉(也可以使用纯 度相当的烧结镁砂来取代)为通常市售的工业原料,其加入量为总配料质量的0.1%〜 99.0% (质量百分比);所述鳞片石墨细粉(也可以使用炭黑、膨胀石墨、电极屑等性能相当 的碳素原料来取代)为通常市售的工业原料,其加入量为总配料质量的0.1 %〜99.0% (质 量百分比);所述选用的添加剂为金属铝粉、金属Si粉、金属Mg粉或B4C,其用法可以是分别 单独加入,也可以是它们的混合物加入,均为通常市售的分析纯工业原料,其加入量为总配 料质量的0.1%〜3〇.〇% (质量百分比);所述选用的结合剂为蔗糖溶液,是将蔗糖结晶粉 末和水按照一定配比混合获得,所用蔗糖结晶粉末为市售分析纯工业原料,外加蔗糖结合 剂加入量为总配料质量的0.1%〜15.0%。所述的配料、混料、困料、成型、干燥等工艺过程 与通常免烧耐火材料的过程类似。所述这种耐火材料与煤焦油沥青或酚醛树脂结合的MgO -C质耐火材料相比具有环保和成本低的优势,这种耐火材料可以有效的避免类似煤焦油沥 青或酚醛树脂等高分子有机物作为Mg〇-C质耐火材料结合剂,在研发、生产和使用过程中释 放出甲醛和酚类化合物等有害气体,对环境和人体健康造成严重危害的问题,且蔗糖来源 广泛,价格相对便宜,可以降低Mg〇-C质耐火材料的生产成本。这种蔗糖结合剂还可以广泛 应用于其它行业的耐高温材料。
[0007] 在上述蔗糖结合Mg0-c质耐火材料中,所述电熔镁砂颗粒和细粉(也可以使用纯度 相当的烧结镁砂来取代)为通常市售的工业原料,其质量要求为MgO含量大于97.0%,其他 CaO、Si〇2、Fe2〇3等杂质总含量小于3.0%,粒度控制在小于5mm。
[0008] 在上述蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料中,所述鳞片石墨细粉(也可以使用炭黑、膨胀 石墨、电极肩等性能相当的碳素原料来取代)为市售工业原料,其质量要求为碳的含量大于 99.0%,其他杂质总含量小于1.0%,粒度控制在小于3. Oram;所述添加剂金属铝粉、金属Si 粉、金属Mg粉或B4C,其用法可以是分别单独加入,也可以是它们的混合物加入,三者之间的 混合比例没有特殊要求,粒度控制在小于3.0mm。
[0009] 在上述蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料中,所述耐火材料采用的结合剂为蔗糖溶液,由 蔗糖结晶粉末和水按照一定配比混合获得,所用蔗糖结晶粉末为市售分析纯工业原料,其 干燥失重小于〇 • 03%,灼烧残渣小于0 • 01 %,所述外加蔗糖结合剂加入量为总配料质量的 0 • 1 %〜15 • 0%。为保持蔗糖具有较好的流动性和润湿性,在混炼过程中需要混炼机有加 热装置保持物料温度为约4〇°C〜200°C。
[0010]本发明提出的蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料的制备方法的特征制备工艺过程依次 为:
[0011] (1)将电熔镁砂细粉(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)和添加剂细粉按一 定配比混合后加入球磨机中球磨0.1〜24h至电熔镁砂细粉和添加剂细粉混合均匀,球磨的 方式选用干法球磨,其中球磨介质可以选用金属球、陶瓷球或玛瑙球等。将细粉混料取出待 用。 L〇〇12」(2)将粗、中颗粒的电熔镁砂(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)混合均匀 后加入混炼机中,加入蔗糖结合剂,混炼时间为3分钟〜24小时;然后按鳞片石墨(也可以使 用炭黑、膨胀石墨、电极屑等性能相当的碳素原料来取代)、细粉混料的顺序依次加入继续 混炼3分钟〜24小时;为保持蔗糖具有较好的流动性和润湿性,需要混炼机有加热装置保 持物料温度为约40°C〜20(TC。
[0013] CB)将上述混练得到的原料经过困料、成型等工艺过程制成坯体,其中成型工艺可 以是干压成型、半千压成型或等静压成型,然后将成形好的坯体在4〇。(:〜30(TC温度下千燥 1分钟〜48小时,使得干燥后坯体具有一定的强度,从而获得免烧蔗糖结合^(^质耐火材 料。
[0014]本发明根据传统Mg〇-C质耐火材料的制备工艺,采用电熔镁砂(也可以使用纯度相 当的烧结镁砂来取代)、鳞片石墨(也可以使用炭黑、膨胀石墨、电极肩等性能相当的碳素原 料来取代)为主要原料,以环保蔗糖溶液作为结合剂制备出MgO-C质耐火材料,通过蔗糖溶 液的低温固化,使电熔镁砂、鳞片石墨、金属铝粉等材料获得优良的初始强度。由此发明得 到的Mg〇-C质耐火材料一方面兼具电熔镁砂的熔点高和化学稳定性好以及鳞片石墨的高 导热、抗渣侵蚀性强、热震稳定性好的优点,另一方面使用低成本无污染蔗糖作为结合剂, 有效地避免了使用煤焦油沥青或酚醛树脂结合MgO-C质耐火材料的研发、制备、生产过程中 的有害气体的释放,同时降低了生产成本,还为蔗糖应用于含碳耐火材料提供了技术和理 论基础。
[0015]
具体实施方式:
[0016] 根据本发明的技术方案,其具体实施方式为:
[0017] (1)选择本发明所需要的各种原料,并使各原料达到本发明的具体要求,其中电熔 镁砂颗粒和细粉(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)为通常市售的工业原料,其质量 要求为MgO含量大于97.0%,其他CaO、Si〇2、Fe2〇3等杂质总含量小于3.0%,最大颗粒小于 5 • 0mm,颗粒大小一般选用3 • 0mm至0 • 1mm更好,碳化硅细粉小于0.100mm;鳞片石墨细粉他 可以使用炭黑、膨胀石墨、电极屑等性能相当的碳素原料来取代)为通常市售的工业原料, 其质量要求为碳的含量大于99.0%,其他杂质总含量小于1.0%,粒度控制在小于3.0mra,一 般选用粒度在1 • 〇mm至0 • 1mm更好;采用添加剂为金属铝粉、金属Si粉、金属Mg粉或B4C,其用 法可以是分别单独加入,也可以是它们的混合物加入,三者之间的混合比例没有特殊要求, 粒度控制在小于3 • 0mm,一般选用粒度在1 • 〇mm至〇 • 1mm更好;结合剂为蔗糖溶液,由蔗糖结 晶粉末和水按照一定配比混合、搅拌均匀获得,所用蔗糖结晶粉末为分析纯工业原料,其干 燥失重小于〇.〇3%,灼烧残渣小于0• 01 %,其加入量为外加0.1 %〜15.0%,为保持蔗糖具 有较好的流动性和润湿性,需要混炼机有加热装置保持物料温度为约40 °C〜200°C。
[0018] ⑵将电熔镁砂细粉(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)和添加剂细粉按一 定配比混合后加入球磨机中球磨0.1〜24h至电熔镁砂细粉和添加剂细粉混合均匀,球磨的 方式选用干法球磨,其中球磨介质可以选用金属球、陶瓷球或玛瑙球等。将细粉混料取出待 用。
[0019] (3)将上述原料中的粗、中电熔镁砂颗粒(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取 代)混合均匀后加入混炼机中,加入蔗糖结合剂,混炼时间为3分钟〜2小时;按鳞片石墨、 200目电熔镁砂细粉、金属铝粉的顺序依次加入继续混炼3分钟〜2小时;为保持蔗糖具有较 好的流动性和润湿性,需要混炼机有加热装置保持物料温度为约4〇r〜80 r。
[0020]⑷将上述混练得到的原料经过困料、成型等工艺过程制成坯体,其中成型工艺可 以是干压成型、半干压成型或等静压成型,然后将成形好的坯体在不超过30(rC温度下干 燥,干燥热处理后的水分应控制在小于〇• 1 %的范围内,干燥热处理后坯体具有一定的强 度。这样得到所述的Mg〇-C质耐火材料,它可以直接应用于钢包渣线部位及转炉、电炉的内 衬材料,这种免烧型的Mg〇-C质耐火材料可以通过蔗糖结合剂的固化使得干燥后坯体具有 一定的强度,通过蔗糖结合剂的碳化使得在使用过程获取满足使用性能的强度要求。
[0021]下面通过具体实例更详细地介绍本发明,但以下实例仅用于帮助更容易地理解本 发明,本发明并不限于这些实施例。
[0022] 实施例1
[0023] —种薦糖结合MgO-C质耐火材料的生产工艺过程:
[0024]原料:
[0025]电熔镁砂质量要求为MgO含量大于97.0%,其他CaO、Si〇2、Fe2〇3等杂质总含量小于 3.0%,粒度分别为1臟〜3mm、0mm〜1_、〇.〇74麵。粒度为1臟〜3謹电熔镁砂颗粒加入量为 30%,粒度为0mm〜1mm电熔镁砂颗粒加入量为35 %,粒度为0.074mm电熔镁砂细粉加入量为 23%,电熔镁砂的总加入量为88% (质量百分比)。
[0026]鳞片石墨质量要求为碳的含量大于99.0%,其他杂质总含量小于1.0%,粒度为 0.15mm,总加入量为9.0% ;
[0027]添加剂米用金属错粉,金属错粉质量要求为AI2O3含量大于99• 5%,杂质Fe最高含 量为0 •2 %,其他杂质总含量小于0 • 3%,粒度选用〇. 15mm,总加入量为3.0%。
[0028]蔗糖结晶粉末干燥失重小于0.〇3%,灼烧残渣小于〇.〇1%,将蔗糖结晶粉末与去 离子水按照质量比1:1配制蔗糖溶液,获得蔗糖结合剂,其加入量为外加4.0%。
[0029]配料:将电熔镁砂(0.074mm)和金属铝粉这两种细粉原料加入球磨机中混合2小时 获得细粉混料,取出待用;然后将电熔镁砂(1mm〜3圓、0mm〜lram)倒入混炼机中,先加入薦 糖结合剂混合30分钟,然后依次添加鳞片石墨、细粉混料,继续在混炼机中混合2小时。' [0030] 成型、干燥:
[0031]把混合好的物料困料24小时后成型制成坯体,将成型好的坯体在180。(:的温度下 千燥24小时,干燥后砖坯的水分应控制在小于〇• 1%,获得免烧Mg〇-C质耐火材料。
[0032]获得4%蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料的理化性能为:主要物相为方镁石、石墨和单 质招;显气孔率,13 • 47 % ;体积密度,2 • 69g/cm3;耐压强度,41 • OOMPa;常温抗折强度, 4.9MPa。蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料比酚醛树脂结合Mg〇-C质耐火材料常温抗折强度更大。 [0033] 实施例2
[0034] —种蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料的生产工艺过程:
[0035]原料:
[0036]电熔镁砂质量要求为MgO含量大于97.0%,其他CaO、Si〇2、Fe2〇3等杂质总含量小于 3 • 0%,粒度分别为1mm〜3mm、0mm〜1mm、0.074mm。粒度为lmm〜3mm电溶镁砂颗粒加入量为 30%,粒度为〇mm〜1mm电熔镁砂颗粒加入量为35%,粒度为0.074mm电熔镁砂细粉加入量为 23%,电熔镁砂的总加入量为88% (质量百分比)。
[0037]鳞片石墨质量要求为碳的含量大于99.0%,其他杂质总含量小于1.0%,粒度为 0.15mm,总加入量为9.0% ;
[0038]添加剂采用金属铝粉,金属铝粉质量要求为Al2〇3含量大于99 • 5%,杂质Fe最高含 量为0.2%,其他杂质总含量小于0 • 3%,粒度选用〇. 15mm,总加入量为3.0%。
[0039]蔗糖结晶粉末千燥失重小于0.03%,灼烧残渣小于0.01%,将蔗糖结晶粉末与去 离子水水按照质量比1:1配制蔗糖溶液,获得蔗糖结合剂,其加入量为外加6.0%。
[0040]配料:将电熔镁砂(〇_〇74ram)和金属铝粉这两种细粉原料加入球磨机中混合2小时 获得细粉混料,取出待用;然后将电溶镜砂(1mm〜3圓、0圓〜1mm)倒入混炼机中,先加入薦 糖结合剂混合3〇分钟,然后依次添加鳞片石墨、细粉混料,继续在混炼机中混合2小时。
[0041] 成型、干燥:
[0042] 把混合好的物料困料24小时后成型制成坯体,将成型好的坯体在18(rC的温度下 干燥24小时,干燥后砖坯的水分应控制在小于〇 • 1 %,获得免烧Mg〇-C质耐火材料。
[0043] 获得6%蔗糖结合MgO-C质耐火材料的理化性能为:主要物相为方镁石、石墨和单 质铝;显气孔率,12_34%;体积密度,2.71以。1113;耐压强度,44.5〇10^;常温抗折强度, 5 • 59MPa。蔗糖结合MgO-C质耐火材料与酚醛树脂结合Mg〇-C质耐火材料强度相差不大。
[0044] 实施例3
[0045] 原料:
[0046] 电熔镁砂质量要求为MgO含量大于97.0%,其他CaO、Si〇2、Fe203等杂质总含量小于 3.0%,粒度分别为1mm〜3圓、0刪〜lmm、〇_〇74mm。粒度为1圓〜3mm电熔镁砂颗粒加入量为 30%,粒度为0圓〜1mm电熔镁砂颗粒加入量为35%,粒度为0.074mm电熔镁砂细粉加入量为 23%,电熔镁砂的总加入量为88% (质量百分比)。
[0047]鳞片石墨质量要求为碳的含量大于"•0%,其他杂质总含量小于1.0%,粒度为 0.15mm,总加入量为9.0% ;
[0048]添加剂采用金属铝粉,金属铝粉质量要求为Al2〇3含量大于99• 5%,杂质Fe最高含 量为0 • 2 %,其他杂质总含量小于0 • 3 %,粒度选用〇. 15mm,总加入量为3.0%。
[0049]蔗糖结晶粉末干燥失重小于0 • 〇3%,灼烧残渣小于0.01 %,将蔗糖结晶粉末与去 离子水水按照质量比1:1配制蔗糖溶液,获得蔗糖结合剂,其加入量为外加8.0%。
[0050] 配料:将电熔镁砂(〇.〇74mm)和金属铝粉这两种细粉原料加入球磨机中混合2小时 获得细粉混料,取出待用;然后将电馆镁砂(1圓〜3mm、0mm〜1mm)倒入混炼机中,先加入鹿 糖结合剂混合30分钟,然后依次添加鳞片石墨、细粉混料,继续在混炼机中混合2小时。
[0051] 成型、干燥:
[0052] 把混合好的物料困料24小时后成型制成坯体,将成型好的坯体在18(TC的温度下 干燥24小时,干燥后砖坯的水分应控制在小于0.1 %,获得免烧Mg〇-C质耐火材料。
[0053] 获得8%蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料的理化性能为:主要物相为方镁石、石墨和单 质铝;显气孔率,12 • 32 % ;体积密度,2 • 72g/cm3;耐压强度,35.33MPa;常温抗折强度, 7.26MPa。蔗糖结合MgO-C质耐火材料与酚醛树脂结合Mg〇-C质耐火材料强度相差不大。

Claims (6)

  1. j •本发明涉及一种蔗糖结合MgO-C质耐火材料的制备方法,其特征在于:这种耐火材料 是采用电熔镁砂颗粒和细粉(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)、鳞片石墨细粉(也 可以使用炭黑、膨胀石墨、电极屑等性能相当的碳素原料来取代)为主要原料,以蔗糖溶液 为结合剂以及其他添加剂,按一定比例混合,然后经过混练、困料、成型、干燥等工艺过程制 备出的免烧Mg〇-C质耐火材料。这种Mg〇-C质耐火材料主要用于钢包渣线部位以及转炉、电 炉的炉衬材料。
  2. 2. 根据权利要求1所述的一种蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料的制备方法,其特征在于:电 熔镁砂颗粒和细粉(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)为通常市售工业矿物原料,其 加入量为总配料质量的0.1%〜99.0% (质量百分比);所述鳞片石墨细粉(也可以使用炭 黑、膨胀石墨、电极屑等性能相当的碳素原料来取代)为通常市售的工业原料,其加入量为 总配料质量的0.1%〜99.0% (质量百分比);所述选用的添加剂为通常市售的分析纯工业 原料,其加入量为总配料质量的0.1%〜30.0% (质量百分比);所述外加蔗糖结合剂加入量 为总配料质量的0.1 %〜15.0% (质量百分比)。
  3. 3. 根据权利要求1所述的一种蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料的制备方法,其特征在于:所 述电熔镁砂颗粒和细粉(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)为通常市售的工业原料, 其质量要求为MgO含量大于97 • 0%,其他CaO、Si〇2、Fe2〇3等杂质总含量小于3 • 0 %,粒度控制 在小于5.0mm。
  4. 4. 根据权利要求1所述的一种蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料的制备方法,其特征在于:所 述鳞片石墨(也可以使用炭黑、膨胀石墨、电极屑等性能相当的碳素原料来取代)为市售工 业原料,其质量要求为碳的含量大于99.0%,其他杂质总含量小于1.0%,粒度控制在小于 3.0mm;所述添加剂为金属铝粉、金属Si粉、金属Mg粉或B4C,其用法可以是分别单独加入,也 可以是它们的混合物加入,三者之间的混合比例没有特殊要求,粒度控制在小于3.0mm。
  5. 5. 根据权利要求1所述的一种蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料的制备方法,其特征在于:所 述耐火材料采用的结合剂为蔗糖溶液,由蔗糖结晶粉末和水按照一定配比混合获得,所用 蔗糖结晶粉末为市售分析纯工业原料,其干燥失重小于0.03%,灼烧残渣小于0.01 %。
  6. 6. 根据权利要求1所述的一种蔗糖结合Mg〇-C质耐火材料的制备方法,所述的制备工艺 过程依次为: (1) 将电熔镁砂细粉(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)和添加剂细粉按一定配 比混合后加入球磨机中球磨0.1〜24h至电熔镁砂细粉和添加剂细粉混合均匀,球磨的方式 选用千法球磨,其中球磨介质可以选用金属球、陶瓷球或玛瑙球等。将细粉混料取出待用。 (2) 将粗、中颗粒的电熔镁砂(也可以使用纯度相当的烧结镁砂来取代)混合均匀后加 入混炼机中,加入蔗糖结合剂,混炼时间为3分钟〜24小时;然后按鳞片石墨(也可以使用炭 黑、膨胀石墨、电极肩等性能相当的碳素原料来取代)、细粉混料的顺序依次加入继续混炼3 分钟〜24小时;为保持蔗糖具有较好的流动性和润湿性,需要混炼机有加热装置保持物料 温度为约40°C〜200°C。 (3) 将上述混练得到的原料经过困料、成型等工艺过程制成坯体,其中成型工艺可以是 干压成型、半千压成型或等静压成型,然后将成形好的坯体在40°C〜300°C温度下干燥1分 钟〜48小时,使得干燥后坯体具有一定的强度,从而获得免烧蔗糖结合Mg0-C质耐火材料。 得到所述的Mg〇-C质耐火材料可以应用于钢包渣线部位以及转炉、电炉的炉衬材料,这种免 烧MgO-C质耐火材料可以通过蔗糖结合剂的固化获得低温强度,然后通过在使用过程中蔗 糖结合剂的炭化而获取满足使用性能的中、高温强度要求。
CN201710219001.9A 2017-04-05 2017-04-05 一种蔗糖结合MgO‑C质耐火材料的制备方法 Pending CN107140950A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710219001.9A CN107140950A (zh) 2017-04-05 2017-04-05 一种蔗糖结合MgO‑C质耐火材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710219001.9A CN107140950A (zh) 2017-04-05 2017-04-05 一种蔗糖结合MgO‑C质耐火材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107140950A true CN107140950A (zh) 2017-09-08

Family

ID=59775286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710219001.9A Pending CN107140950A (zh) 2017-04-05 2017-04-05 一种蔗糖结合MgO‑C质耐火材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107140950A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108863369A (zh) * 2018-07-19 2018-11-23 江苏中商碳素研究院有限公司 一种环保型石墨化制品及其生产方法
CN110498669A (zh) * 2019-07-31 2019-11-26 辽宁科技大学 一种利用废弃镁碳砖制备方镁石质匣钵的方法
CN111574231A (zh) * 2020-05-27 2020-08-25 大石桥市宝鼎耐火材料有限公司 一种环保型镁碳砖及其制备方法
CN112552028A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 中国地质大学(北京) 一种利用用后镁碳砖制备再生镁碳砖的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244940A (zh) * 2008-03-20 2008-08-20 郑州大学 钢包渣线用金属复合低碳镁碳砖及其制备方法
CN101531533A (zh) * 2009-04-22 2009-09-16 济南鲁东耐火材料有限公司 一种低碳镁碳砖及其制备方法
CN102010215A (zh) * 2010-12-17 2011-04-13 武汉科技大学 以废弃镁碳砖为原料的中间包干式振动料及其制备方法
CN102653471A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 辽宁科技大学 用硼镁矿做添加剂生产镁碳砖的方法
CN103524137A (zh) * 2013-09-29 2014-01-22 浙江金磊高温材料股份有限公司 一种炼钢转炉、钢包用镁碳砖及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244940A (zh) * 2008-03-20 2008-08-20 郑州大学 钢包渣线用金属复合低碳镁碳砖及其制备方法
CN101531533A (zh) * 2009-04-22 2009-09-16 济南鲁东耐火材料有限公司 一种低碳镁碳砖及其制备方法
CN102010215A (zh) * 2010-12-17 2011-04-13 武汉科技大学 以废弃镁碳砖为原料的中间包干式振动料及其制备方法
CN102653471A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 辽宁科技大学 用硼镁矿做添加剂生产镁碳砖的方法
CN103524137A (zh) * 2013-09-29 2014-01-22 浙江金磊高温材料股份有限公司 一种炼钢转炉、钢包用镁碳砖及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108863369A (zh) * 2018-07-19 2018-11-23 江苏中商碳素研究院有限公司 一种环保型石墨化制品及其生产方法
CN110498669A (zh) * 2019-07-31 2019-11-26 辽宁科技大学 一种利用废弃镁碳砖制备方镁石质匣钵的方法
CN111574231A (zh) * 2020-05-27 2020-08-25 大石桥市宝鼎耐火材料有限公司 一种环保型镁碳砖及其制备方法
CN112552028A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 中国地质大学(北京) 一种利用用后镁碳砖制备再生镁碳砖的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107140950A (zh) 一种蔗糖结合MgO‑C质耐火材料的制备方法
CN102815951B (zh) 一种耐火耐蚀涂料
CN107352977A (zh) 一种钢包用渣线砖及制备方法
CN103539465B (zh) 一种高性能镁碳砖及其制备方法
CN101503302B (zh) 一种炉衬用炭质耐火材料及其制备方法
CN104725058B (zh) 方镁石-镁铁铁铝尖晶石/镁橄榄石复合砖
CN101734936A (zh) 一种Si3N4-SiC-C耐火原料粉体的制备方法
CN108484138A (zh) 一种添加复合氧化铝微粉及碳源的滑板砖及其制备方法
CN107311626A (zh) 一种添加氮化铝的镁碳砖及其制备方法
CN103332940A (zh) 铜熔炼炉用半再结合镁铬砖及其制备方法
CN1654415A (zh) 高钙低铁镁质干法捣打料及其制备方法
CN104944979A (zh) 回转窑用耐火砖的制备方法
CN101857453A (zh) 一种方镁石-铁铝尖晶石耐火材料及其制备方法
CN108083765A (zh) 低导热抗剥落砖及其制备方法
CN110436892A (zh) 一种钢包包底专用镁碳砖及其制备方法
CN100429177C (zh) 一种镁-铝轻质保温耐火材料及其制备方法
CN107244925A (zh) 一种葡萄糖结合镁碳砖的制备方法
CN107954697A (zh) 一种添加碳化硼的镁碳砖及其制备方法
CN101798232B (zh) 一种赛隆-碳化硅-刚玉复合耐火材料的制备方法
CN103524137A (zh) 一种炼钢转炉、钢包用镁碳砖及其制备方法
CN100478306C (zh) 一种高铝质电炉盖浇注料及其制备方法
CN107954710A (zh) 一种碳化硅结合钛铝酸钙复相耐火材料及其制备方法
CN105541351B (zh) 玻璃熔窑蓄热室顶部专用复合尖晶石锆砖及其制造方法
CN110128119A (zh) 高炉主铁沟浇注料及加工方法、及制备高炉主铁沟的方法
CN101654369A (zh) 一种制备Fe-Sialon耐火原料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170908