CN112430105A - 一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖及其制备方法，它包括以下重量份的原料：再生板状刚玉5‑3mm，15‑20；再生板状刚玉3‑1mm，25‑35；再生板状刚玉1‑0mm，10‑15；97.5电熔镁砂1‑0mm，8‑12；金属铝粉180目，0.5‑1；金属硅粉180目，0.5‑1；改性碳化硅粉320目，0.5‑1；93棕刚玉180目，20‑25；197鳞片石墨，7‑10酚醛树脂2.6‑2.8。1)本发明所述的铝镁碳砖的配方，具有较高的体积密度和较低气孔率，采用铬刚玉代替85高铝矾土提高了产品的抗渣侵蚀性能和热震性能，而且采用回收铬刚玉作为主要原料大大降低了成本。

Description

一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，尤其涉及一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖及其制备方法。

背景技术

板状刚玉是一种纯净的、不添加如MgO、B₂O₃等任何添加剂而烧成的收缩彻底的烧结刚玉，板状刚玉具有结晶粗大、发育良好的ɑ-Al₂O₃晶体结构，Al₂O₃的含量在99％以上。板片状晶体结构成片状，气孔小且闭气孔较多，显气孔率与电熔刚玉大体相当，纯度高，体积稳定性好，重烧收缩小，用其作为骨料生产的定形产品或浇注料经过高温处理后具有良好的热震稳定性和抗弯强度，但其价格较高，一般多用在滑板高档料、钢包上水口座砖等对产品使用性能要求较高和具有高附加值的产品上，很少在铝镁碳砖中使用。

目前再生板状刚玉的来源主要有两种，一种是使用后的滑板高档料，一种为使用过后刚玉质水口座砖，由于前者为含碳材料，还可能为高低档料复合滑板，且除杂除铁相对困难，所以通常把使用过后的刚玉质水口座砖作为再生板状刚玉的主要来源，把回收的刚玉质水口座砖经过表面除渣，破碎、除铁，筛分、筛分后颗粒在经过碾压去除假颗粒后就能得到以供生产铝镁碳转使用的的再生板状刚玉颗粒料。

目前随着钢厂冶炼工艺的不断改进和生产技术的进步，钢水炉外精炼的比例和时长正在不断的增加，对精炼包高温下的抗机械冲刷和抗侵蚀性能的要求不断提高，传统以高铝矾土和普通棕刚玉为骨料生产的铝镁碳砖很难满足高精炼比条件下的使用要求，所以要通过提高原料档次来满足目前的使用要求，如果直接采用板状刚玉生产铝镁碳砖，经济效益低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖及其制备方法。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖，它包括以下重量份的原料：

进一步的，所述铝镁碳砖的尺寸为220mm×155/145mm×100mm，T型砖。

进一步的，所述铝镁碳砖的体积密度≥3.0g/cm3，显气孔率≤12％，抗折强度≥10MPa。

进一步的，制备方法包括以下步骤：

第一步，配料；将各种原料按照比例称量备用；

第二步，混料；将步第一步称量好的再生板状刚玉颗粒、其它原料分别投入混练机中，混练均匀；

第三步，困料；将混练均匀的料子进行困料，困料时间不低于48h；

第四步，成型；将第三步困料的原料在2500t全自动液压机上成型，成型方式为侧压，成型时布料高度为310-315mm，成型压力为2150-2200t，成型后砖坯密度为3.0-3.1g/cm³，成型后砖坯的耐压强度为65-75MPa。

第五步，干燥；将第四步中成型后的砖坯在逆流式隧道干燥器或电热式隧道干燥器中经过180-220℃干燥24h。

进一步的，所述第二步中的混料步骤为：

步骤一，混料前要检查刮板及碾底是否清理干净，启动混练机；

步骤二，将再生板状刚玉颗粒料倒入混练机中，将混练机调至低速，干混90秒；

步骤三，将称好的树脂缓慢均匀加入，树脂分两次加入，第一次先加4/5量的树脂，低速混练2-3分钟，待树脂完全均匀包裹骨料后加入石墨；

步骤四，加入石墨低速混练3-4分钟；

步骤五，加入剩余的粉料，同时加入剩下的树脂低速混练1-2min后开高速，混练5-7min；

步骤六，混炼后，泥粉分散均匀，至手握成团，不扎手时即可；

步骤七，出料，将混好的泥料过筛网，筛后泥料放入料槽，备用。

本发明的有益效果：

1)本发明所述的铝镁碳砖的配方，具有较高的体积密度和较低气孔率，采用铬刚玉代替85高铝矾土提高了产品的抗渣侵蚀性能和热震性能，而且采用回收铬刚玉作为主要原料大大降低了成本。

2)本发明所述的铝镁碳砖的配方具有较高的性价比，节能环保。

3)本发明所述的铝镁碳砖的配方的制备方法，可用于压制各种规格型号的精炼包包底、熔池部位的铝镁碳砖。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖，包括以下重量份的原料：

上述原料中，原料的理化指标如下：

表1、原料化学指标

本发明中骨料采用再生板状刚玉颗粒料，回收的刚玉质水口座砖经过表面除渣，破碎、除铁，筛分、筛分后颗粒在经过碾压去除假颗粒后就能得到以供生产铝镁碳转使用的的再生板状刚玉颗粒料，外加结合剂采用酚醛树脂为粘稠状液体，粘度在10000-12000mp·s，其他组分为粉末：93棕刚玉粉180目；197鳞片石墨180-200目；金属Al粉180目；金属Si粉180目，改性碳化硅粉320目。

由于回收的刚玉质水口坐砖中含有钢纤维，所以破碎后的颗粒料要使用磁力在10000高斯以上的强磁选机进行除Fe，除铁后颗粒料的Fe含量控制在2％以内才能使用，否则对产品的性能影响较大，此外由于回收再生板状刚玉颗粒料较铝矾土和棕刚玉的气孔率，吸水率低，所以降低其酚醛树脂加入量，适当提高出料时候的料温并延长困料时间，防止泥料过潮造成的成型后砖坯层裂现象的发生。

本发明的铝镁碳砖配方在2500t全自动液压机上所压制的尺寸220mm*155/145mm*100mm的T型砖的半成品要达到如下技术指标：

体积密度g/cm³≥3.0

显气孔率％≤12

常温(25℃)耐压强度MPa≥60

常温(25℃)抗折强度MPa≥10

制备方法包括以下步骤：

a、配料

将各种原料按照上述比例称量备用；

b、混料

按照拟定的配方准确称量后，将再生板状刚玉颗粒、其它原料分别投入高速混练机中，混练均匀，具体步骤如下：

1)混料前要先检查刮板及碾底是否清理干净，一切合格后方能混料，启动高速混练机；

2)将颗粒料倒入混练机中，将高速混练机调至低速(120r/min)，干混90秒；

3)将称好的树脂缓慢均匀加入，树脂分两次加入，第一次先加4/5量的树脂，低速混练2-3分钟，待树脂完全均匀包裹骨料后加入石墨；

4)加入石墨低速混练3-4分钟；

5)加入粉料同时加入剩下的树脂低速混练1-2min后开高速(280r/min)混练5-7min；

6)观察泥料性能泥粉分散均匀，手握成团，不扎手；

10)出料，混好的泥料需过筛网，筛后泥料放入料槽；

c、困料

将混练均匀的料子进行困料，困料时间不低于48h。

d、成型

精炼包熔池部位的铝镁碳砖在2500t全自动液压机上成型，成型方式为侧压，受泥料的挥发分影响，成型时布料高度在310-315mm范围内，成型压力在2150-2200t范围内，成型后砖坯密度3.0-3.1g/cm³范围内，成品的耐压强度在65-75MPa范围内。

e、干燥

成型后的砖坯在逆流式隧道干燥器或电热式隧道干燥器中经过180-220℃干燥24h。

破碎后的再生板状刚玉颗粒料气孔率高，可以提高产品的抗热震性，但产品的抗侵蚀性能会受到影响，为了提高产品的抗侵蚀性，在产品中添加一种改性碳化硅粉作为抗侵蚀抗氧化剂，改性碳化硅微粉与传统碳化硅微粉相比，具有更好的分散性和更大的耗氧量，高温下在气孔中容易更早的氧化生成二氧化硅起到密闭气孔的作用，阻止熔渣的侵蚀，并且延缓石墨的氧化，提高转的抗剥落性能。

实施例1

利用再生板状刚玉制造铝镁碳砖的具体配料重量份如下：

外加结合剂为酚醛树脂加入量为2.8％

制备过程如下

a、配料

将各种原料按照上述比例配好

b、混料

按照拟定的配方准确计量本体和复合体各组分，分别投入高速混练机中，混练均匀，具体步骤如下：

1)混料前要先检查刮板及碾底是否清理干净，一切合格后方能混料，启动高速混练机。

2)将颗粒料倒入混碾机中，将高速混练机调制低速，干混90秒。

3)将称好的树脂缓慢均匀加入，树脂分两次假如入，此次先加4/5量的树脂，低速混练2-3分钟，带树脂完全均匀包裹骨料后加入石墨

4)加入石墨低速混练3-4分钟

5)加入粉料同时加入剩下的树脂低速混练1-2min后开高速混练5-7min

6)观察泥料性能泥粉分散均匀，手握成团，不扎手。

7)出料，混好的泥料需过筛网，筛后泥料放入料槽。。

c、困料

将混练均匀的料子困料，困料时间不低于48h。

d、成型

2500t全自动液压机上成型，成型方式为侧压，受泥料的挥发分影响，成型时布料高度在310-315mm范围内，成型压力在2150-2200t范围内。

e、干燥

成型后的砖坯在逆流式隧道干燥器中经过180-220℃干燥24h。

实施实例2

利用再生板状刚玉砖制造铝镁碳砖的具体配料重量份如下：

外加结合剂为酚醛树脂加入量为2.8％

制备过程如下

a、配料

将各种原料按照上述比例配好

b、混料

按照拟定的配方准确计量本体和复合体各组分，分别投入高速混练机中，混练均匀，具体步骤如下：

1)混料前要先检查刮板及碾底是否清理干净，一切合格后方能混料，启动高速混练机。

2)将颗粒料倒入混碾机中，将高速混练机调制低速，干混90秒。

3)将称好的树脂缓慢均匀加入，树脂分两次假如入，此次先加4/5量的树脂，低速混练2-3分钟，带树脂完全均匀包裹骨料后加入石墨

4)加入石墨低速混练3-4分钟

5)加入粉料同时加入剩下的树脂低速混练1-2min后开高速混练5-7min

6)观察泥料性能泥粉分散均匀，手握成团，不扎手。

7)出料，混好的泥料需过筛网，筛后泥料放入料槽。。

c、困料

将混练均匀的料子困料，困料时间不低于48h。

d、成型

2500t全自动液压机上成型，成型方式为侧压，受泥料的挥发分影响，成型时布料高度在310-315mm范围内，成型压力在2150-2200t范围内。

e、干燥

成型后的砖坯在逆流式隧道干燥器中经过180-220℃干燥24h。

实施实例3

利用再生板状刚玉制造铝镁碳砖的具体配料重量份如下：

外加结合剂为酚醛树脂加入量为2.8％

制备过程如下

a、配料

将各种原料按照上述比例配好

b、混料

按照拟定的配方准确计量本体和复合体各组分，分别投入高速混练机中，混练均匀，具体步骤如下：

1)混料前要先检查刮板及碾底是否清理干净，一切合格后方能混料，启动高速混练机。

2)将颗粒料倒入混碾机中，将高速混练机调制低速，干混90秒。

3)将称好的树脂缓慢均匀加入，树脂分两次假如入，此次先加4/5量的树脂，低速混练2-3分钟，带树脂完全均匀包裹骨料后加入石墨

4)加入石墨低速混练3-4分钟

5)加入粉料同时加入剩下的树脂低速混练1-2min后开高速混练5-7min

6)观察泥料性能泥粉分散均匀，手握成团，不扎手。

7)出料，混好的泥料需过筛网，筛后泥料放入料槽。。

c、困料

将混练均匀的料子困料，困料时间不低于48h。

d、成型

2500t全自动液压机上成型，成型方式为侧压，受泥料的挥发分影响，成型时布料高度在310-315mm范围内，成型压力在2150-2200t范围内。

e、干燥

成型后的砖坯在逆流式隧道干燥器中经过180-220℃干燥24h。

实施例指标分析：

常温(200℃*24h)、中温(1000℃*3h)、高温(1550℃*3h)的气孔率、体积密度、耐压强度、线变化率按国标检测，具体数据如下表所示：

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖，其特征在于：它包括以下重量份的原料：

。

2.根据权利要求1所述的一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖，其特征在于：所述铝镁碳砖的尺寸为220mm×155/145mm×100mm，T型砖。

3.根据权利要求1所述的一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖，其特征在于：所述铝镁碳砖的体积密度≥3.0g/cm3，显气孔率≤12％，抗折强度≥10MPa。

4.根据权利要求1所述的一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖，其特征在于：制备方法包括以下步骤：

第一步，配料；将各种原料按照比例称量备用；

第二步，混料；将步第一步称量好的再生板状刚玉颗粒、其它原料分别投入混练机中，混练均匀；

第三步，困料；将混练均匀的料子进行困料，困料时间不低于48h；

第四步，成型；将第三步困料的原料在2500t全自动液压机上成型，成型方式为侧压，成型时布料高度为310-315mm，成型压力为2150-2200t，成型后砖坯密度为3.0-3.1g/cm³，成型后砖坯的耐压强度为65-75Mpa；

第五步，干燥；将第四步中成型后的砖坯在逆流式隧道干燥器或电热式隧道干燥器中经过180-220℃干燥24h。

5.根据权利要求4所述的一种利用再生板状刚玉制备的铝镁碳砖，其特征在于：所述第二步中的混料步骤为：

步骤一，混料前要检查刮板及碾底是否清理干净，启动混练机；

步骤二，将再生板状刚玉颗粒料倒入混练机中，将混练机调至低速120r/min，干混90秒；

步骤三，将称好的树脂缓慢均匀加入，树脂分两次加入，第一次先加4/5量的树脂，低速混练2-3分钟，待树脂完全均匀包裹骨料后加入石墨；

步骤四，加入石墨低速混练3-4分钟；

步骤五，加入剩余的粉料，同时加入剩下的树脂低速混练1-2min后开高速280r/min，混练5-7min；

步骤六，混炼后，泥粉分散均匀，至手握成团，不扎手时即可；

步骤七，出料，将混好的泥料过筛网，筛后泥料放入料槽，备用。