[發明專利]一種無機結合鎂碳磚

有效

• 申請號: 201110247063.3
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102320849A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 張雪松;俞曉東;朱光永
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇嘉集團新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明一種無機結合鎂碳磚，具體地說是環保型鎂碳磚，屬于耐火材料制備技術領域。

背景技術

氧化鎂的熔點是2800℃，具有很強的耐高溫能力，但其抗熱震性、抗渣滲透性差。以石墨為代表的碳素材料也具有很強的耐高溫能力，并且其熱膨脹系數低，抗熱震性十分優異，在高溫下與鋼水、鋼渣不易浸潤，將二者按一定的比例復合，通過結合劑結合，組成一種綜合性能好的耐火材料—鎂碳磚。鎂碳磚主要用于煉鋼耐火材料，例如轉爐、煉鋼電爐、鋼包等。由于鎂碳磚的推廣使用，提高了煉鋼爐襯的壽命和安全性，降低了煉鋼過程中的耐火材料損耗，促進了鋼鐵工業產能的提高。

結合劑是鎂碳磚的關鍵成分，現今的鎂碳磚通常采用有機結合劑結合，有機結合劑主要是酚醛樹脂結合劑和瀝青結合劑。這兩種結合劑中都含有有毒有害的物質，無論是在結合劑還是鎂碳磚的生產使用過程中都不可避免的污染環境。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無機結合的鎂碳磚，該鎂碳磚使用無機結合劑結合，可以避免有機結合劑產生的環境污染。

按照本發明提供的技術方案，無機結合鎂碳磚的制備方法，配方比例按重量份數計，步驟如下：

（1）石灰漿的制備：取2-4份水和1份生石灰或消石灰加入容器中，混合后靜置超過48h，上層透明溶液為石灰水，下層乳濁液為石灰漿；

（2）混煉：混煉機中加入80-99份鎂砂、1-20份碳素、2.2-4份石灰漿、硅灰0.1-0.5份在混合機中混合均勻得到混合泥料；

（3）加壓成型：把混合泥料放入壓機模具中，150-250MPa加壓成型成磚坯；

（4）烘烤：將成型后的磚坯放入窯道中烘烤，通入還原性氣體N₂或CO，烘烤溫度為190-250℃，即得產品無機結合鎂碳磚。

步驟（2）中在混煉機里再加入大于0小于5份的抗氧化劑；

所述抗氧化劑為：鋁粉、硅粉、碳化硅、碳化硼、氮化硅或塞隆中的一種或幾種。

所述石灰漿中石灰的比例是25%-50%。

所述碳素為石墨、碳黑和瀝青粉中的一種或幾種。

所述無機結合劑為石灰漿和硅灰的組合。石灰漿是生石灰或消石灰在水中形成的懸濁液。硅灰是鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅（金屬硅）時，礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO和Si氣體，氣體排放后與空氣迅速氧化冷凝沉淀而成，它是大工業冶煉中的副產物。

鎂砂的作用是保持鎂碳磚的耐高溫性、抗渣侵蝕性。

碳素的作用是保持無機結合鎂碳磚的高溫強度、抗熱震性、抗渣滲透性。

硅灰在高溫蒸汽條件下水化，生成硅膠起到結合作用。硅灰還可以抑制鎂碳磚中鎂砂的水化。

生石灰熟化后形成的石灰漿，是球狀細顆粒高度分散的膠體，表面附有比較厚的水膜，降低了顆粒之間的摩擦力，具有良好的塑性。氫氧化鈣和硅灰在高溫環境下，產生類似于硅酸鈣水泥的結合力?，F在多數窯道的都是通過燃燒含碳燃料來加熱。其中的煙道氣中含有二氧化碳。二氧化碳和氫氧化鈣會反應生成碳酸鈣。碳酸鈣具有較高的強度，可以提高鎂碳磚的常溫強度。

氫氧化鈣在高溫分解后生產氧化鈣，提高鎂碳磚基質部分的氧化鈣比例，可以提高鎂碳磚的抗渣滲透性和抗熱震性，也有利于減少鋼材中的夾雜物。

還可以加入部分抗氧化劑來阻擋碳素和非氧化物被氧化?？寡趸瘎┛梢耘c氧氣反應，堵塞氣孔，使鎂碳磚的基質致密，保護碳素不被氧化。鋁粉、硅粉等抗氧化劑在烘烤過程中也會部分水化產生結合作用。氧化鈣和含硼抗氧化劑的在高溫下會生成硼酸鈣液體覆蓋在鎂碳磚表面，阻隔碳素和氧氣，提高抗氧化效果。

本發明的有益效果：相比原有技術，本發明生產的鎂碳磚節約了能源和人力，減少了污染物的排放，其在生產使用過程中所使用的無機結合劑不會揮發出有毒氣體。

具體實施方式

下述實施例配方比例按重量份計：

實施例1

（1）石灰漿的制備：取3份水和1份生石灰或消石灰加入容器中，混合后靜置超過48h，上部透明溶液為石灰水，下部的乳濁液為石灰漿；

（2）混煉：取80份鎂砂，分成鎂砂顆粒和鎂砂細粉；混煉機中加入鎂砂顆粒、4份石灰漿、0.5份硅灰，混煉3min，再加入19份石墨混煉5min，最后加入鎂砂細粉、1份中間相瀝青粉和0.5份碳化硼混合均勻得到混合泥料；

（3）加壓成型：把混合泥料放入壓機模具中，250MPa加壓成型成磚坯；