CN108017376A - 一种镁碳砖及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种镁碳砖及其生产方法，该镁碳砖采用环氧树脂作为结合剂。镁碳砖是采用3‑6份重量份数的环氧树脂与下列重量份数的原料制备而成：3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂10‑40份；1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂5‑30份；粒度小于1mm的电熔镁砂10‑20份；镁砂细粉10‑20份；鳞片状石墨12‑16份；添加剂0‑4份，不包含0份。本发明采用环氧树脂作为结合剂，对镁砂和石墨表面具有优异的粘结强度，热震稳定性良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，柔韧性好。对酸碱及大部分溶剂稳定，在常温及高温均无有害物质生成。不仅对镁砂及石墨均有较好的润湿性，粘结性好，常温形成坯体强度高，碳化率高，耐酸碱腐蚀，热处理后结合强度高，常温下硬化速度可控制，且节能环保。

Description

一种镁碳砖及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种耐火材料领域，特别涉及一种镁碳砖及其生产方法。

背景技术

镁碳砖是一种优质耐火材料，由于该种含碳耐火制品具有耐火度高，抗渣侵蚀性能好，耐热震性强及高温蠕变小等优点，在电炉、转炉及钢包等方面得到广泛应用，镁碳砖是由电熔镁砂、石墨、结合剂、添加剂等组成。常规技术结合剂一般采用酚醛树脂，酚醛树脂是由苯酚和甲醛合成，由于该树脂具有优良的粘附性、耐腐蚀性、热震稳定性及碳化率高的特点，因而广泛被用作为镁碳砖的结合剂，近年来随着人们环保意识逐渐增强，人们逐渐认识到酚醛树脂常含大量游离酚和游离醛，而长期在含苯酚和甲醛环境中作业，会对人体脑部、呼吸道、心肺等造成不可修复的影响，因而目前急需一种镁碳砖新型结合剂来替代酚醛树脂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁碳砖及其生产方法，采用环氧树脂作为镁碳砖的结合剂，对镁砂及石墨均具有较好的润湿性；粘结性好，碳化率高，耐酸碱腐蚀性强；烧后结合强度高；常温下硬化速度可控制；不含有害物质，改善作业环境。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种镁碳砖，该镁碳砖采用环氧树脂作为结合剂。

所述镁碳砖是采用3-6份重量份数的环氧树脂与下列重量份数的原料制备而成：3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂10-40份；1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂5-30份；粒度小于1mm的电熔镁砂10-20份；镁砂细粉10-20份；鳞片状石墨12-16份；添加剂0-4份，不包含0份。

所述电熔镁砂和电熔镁砂细粉的理化指标：MgOwt％≥97.5，CaO wt％≤1.4，SiO₂wt≤0.6，Fe₂O₃wt％≤0.8，体积密度≥3.45g/㎝³，所述电熔镁砂细粉的粒度小于等于0.088mm。

所述鳞片状石墨的粒度小于等于0.088mm，其中含碳质量百分比为：C≥95.0％。

所述添加剂为硅粉、铝粉、硅粉-铝粉复合粉、沥青粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉中的一种或一种以上的混合物，粒度≤320目。

一种镁碳砖的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)配料：将添加剂与电熔镁砂细粉在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度电熔镁砂、结合剂、鳞片状石墨按配比称好备用；

2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm，预热温度为60～80℃的电熔镁砂与80-100℃的环氧树脂进行混合，搅拌3-5min，使环氧树脂均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面，再加入鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入粒度小于1mm的电熔镁砂和步骤1)中得到的共磨粉高速混合8-12min，再低速混合10-15min后出料；

3)成型：四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重，排空气的方式进行压制；

4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到100～110℃加热6～8h，100～110℃保温6～8h，出窑拣选，以完成对镁碳砖的制备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明采用环氧树脂作为结合剂，对镁砂和石墨表面具有优异的粘结强度，热震稳定性良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，柔韧性好。

2)本发明采用环氧树脂作为结合剂，对酸碱及大部分溶剂稳定，在常温及高温均无有害物质生成。

3)本发明采用环氧树脂作为结合剂，与常规的酚醛树脂结合剂相比：其不仅对镁砂及石墨均有较好的润湿性，粘结性好，常温形成坯体强度高，碳化率高，耐酸碱腐蚀，热处理后结合强度高，常温下硬化速度可控制。而且其不含苯酚和甲醛等有害物质，改善作业环境，同时其热处理硬化温度为80—100℃，远低于酚醛树脂180—200℃，对于节能降耗、环境保护、增加经济效益具有重要的意义。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：

一种镁碳砖，该镁碳砖采用环氧树脂作为结合剂。

所述镁碳砖是采用3-6份重量份数的环氧树脂与下列重量份数的原料制备而成：3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂10-40份；1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂5-30份；粒度小于1mm的电熔镁砂10-20份；镁砂细粉10-20份；鳞片状石墨12-16份；添加剂0-4份，不包含0份。

所述电熔镁砂和电熔镁砂细粉的理化指标：MgOwt％≥97.5，CaO wt％≤1.4，SiO₂wt≤0.6，Fe₂O₃wt％≤0.8，体积密度≥3.45g/㎝³，所述电熔镁砂细粉的粒度小于等于0.088mm。

所述鳞片状石墨的粒度小于等于0.088mm，其中含碳质量百分比为：C≥95.0％。

所述添加剂为硅粉、铝粉、硅粉-铝粉复合粉、沥青粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉中的一种或一种以上的混合物，粒度≤320目。

环氧树脂常温为液态，25℃粘度10000—14000mpa.s且随温度升高粘度降低，聚合度为5—8，分子质量10000—20000，有一定活性官能团羟基及环氧基，固化温度为80—100℃，固化后具有良好的物理、化学性能。

一种镁碳砖的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)配料：将添加剂与电熔镁砂细粉在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度电熔镁砂、结合剂、鳞片状石墨按配比称好备用；

2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm，预热温度为60～80℃的电熔镁砂与80-100℃的环氧树脂进行混合，搅拌3-5min，使环氧树脂均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面，再加入鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入粒度小于1mm的电熔镁砂和步骤1)中得到的共磨粉高速混合8-12min，再低速混合10-15min后出料；

3)成型：四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重，排空气的方式进行压制；

4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到100～110℃加热6～8h，100～110℃保温6～8h，出窑拣选，以完成对镁碳砖的制备。

实施例配方见表1：

表1

所制备的镁碳砖主要理化指标如下：MgO wt％≥86.7，100℃烘后体积密度≥3.14g/cm³，显气孔率(100℃×24h)≤3％，耐压强度(100℃×24h)≥40MPa，线变化率(1600℃×3h)0～1.0％，碳含量在14％-16％之间。

本发明的镁碳砖以环氧树脂替代酚醛树脂作为结合剂，以电熔镁砂和鳞片状石墨为主要原料，硅粉、铝粉、硅粉-铝粉复合粉、沥青粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉中的一种或一种以上的混合物为添加剂，经过混练，成型，热处理等制备方法。制备出一种新型结合剂结合的镁碳砖，在某钢厂100t钢包渣线区使用，平均使用次数达75炉，远远高出以往使用酚醛树脂为结合剂时平均使用次数的50次。本发明所采用的结合剂，对于节能降耗、环境保护、增加经济效益具有重要的意义。

Claims (6)

1.一种镁碳砖，其特征在于，该镁碳砖采用环氧树脂作为结合剂。

2.根据权利要求1所述的一种镁碳砖，其特征在于，所述镁碳砖是采用3-6份重量份数的环氧树脂与下列重量份数的原料制备而成：3mm≤粒度＜5mm的电熔镁砂10-40份；1mm≤粒度＜3mm的电熔镁砂5-30份；粒度小于1mm的电熔镁砂10-20份；镁砂细粉10-20份；鳞片状石墨12-16份；添加剂0-4份，不包含0份。

3.根据权利要求2所述的一种镁碳砖，其特征在于，所述电熔镁砂和电熔镁砂细粉的理化指标：MgOwt％≥97.5，CaOwt％≤1.4，SiO₂wt％≤0.6，Fe₂O₃wt％≤0.8，体积密度≥3.45g/㎝³，所述电熔镁砂细粉的粒度小于等于0.088mm。

4.根据权利要求2所述的一种镁碳砖，其特征在于，所述鳞片状石墨的粒度小于等于0.088mm，其中含碳质量百分比为：C≥95.0％。

5.根据权利要求2所述的一种镁碳砖，其特征在于，所述添加剂为硅粉、铝粉、硅粉-铝粉复合粉、沥青粉、碳化硅、碳化硼、镁铝合金粉中的一种或一种以上的混合物，粒度≤320目。

6.一种如权利要求1或2所述的镁碳砖的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)配料：将添加剂与电熔镁砂细粉在振动磨中干混均匀，制成共磨粉备用，将各粒度电熔镁砂、结合剂、鳞片状石墨按配比称好备用；

2)混练：将3mm≤粒度＜5mm、1mm≤粒度＜3mm，预热温度为60～80℃的电熔镁砂与80-100℃的环氧树脂进行混合，搅拌3-5min，使环氧树脂均匀包裹在电熔镁砂颗粒表面，再加入鳞片状石墨混合搅拌1-2min，最后加入粒度小于1mm的电熔镁砂和步骤1)中得到的共磨粉高速混合8-12min，再低速混合10-15min后出料；

3)成型：四角扒料、四角摁料、高压成型，先轻后重，排空气的方式进行压制；

4)热处理：用隧道窑进行热处理，从常温到100～110℃加热6～8h，100～110℃保温6～8h，出窑拣选，以完成对镁碳砖的制备。