[發(fā)明專利]一種低碳鎂碳磚及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210007626.6
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102584277A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧華志;趙繼增;武建芳;余西平;黃奧;劉麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué);北京利爾高溫材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎂碳磚技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低碳鎂碳磚及其制備方法。

背景技術(shù)

興起于20世紀(jì)70年代的鎂碳磚，由于具有良好的抗熱震性和抗侵蝕性能，被廣泛用于煉鋼工業(yè)中。但傳統(tǒng)鎂碳磚由于碳含量較高，導(dǎo)熱系數(shù)較大，導(dǎo)致能耗大，同時(shí)在VOD精煉鋼包中會(huì)引起鋼水增碳以及消耗大量寶貴的石墨不可再生資源等問(wèn)題。隨著爐外精煉工藝的大力發(fā)展，低碳鋼和超低碳鋼的產(chǎn)量越來(lái)越高，因此鎂碳磚的低碳化成為耐火領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

低碳鎂碳磚由于碳含量的減少，使得石墨原本具有的熱導(dǎo)率大、熱膨脹系數(shù)小和彈性模量小的特性難以再現(xiàn)，導(dǎo)致低碳鎂碳磚的抗熱震性變差。

為解決低碳鎂碳磚抗熱震性差的缺點(diǎn)，日本研究人員通過(guò)采用納米尺度的炭黑以及復(fù)合石墨化炭黑改性酚醛樹脂，形成雜化樹脂和高性能雜化樹脂，用作結(jié)合劑，所制得的低碳鎂碳磚比傳統(tǒng)鎂碳磚有更好的抗熱震性和抗氧化性(藤原洋司，難波克成，高長(zhǎng)茂幸.?ナノテクMgO-Cれんがの開(kāi)凳(1報(bào)）“ナノ構(gòu)造アトリ_ツクスの効果”.耐火物，2004，56(3）：120)。國(guó)內(nèi)也有研究人員采用加入不同數(shù)量的納米炭黑改性酚醛樹脂，并用作鎂碳磚的結(jié)合劑，所制得的低碳鎂碳磚的抗熱震性及抗氧化性等方面與傳統(tǒng)鎂碳磚相比都有顯著的改善和提高(Li?Lin,?Tang?Guang-sheng,?He?Zhiyong.?et?al.?Influences?of?Black?Carbon?Addition?on?Mechanical?Performance?of?Low-Carbon?MgO-C?Composite.?Journal?of?Iron?and?Steel?Research,?International,?2010,?17(12):?75~78)。但適合工業(yè)化生產(chǎn)的復(fù)合石墨化炭黑的制備技術(shù)尚不成熟，納米炭黑和復(fù)合石墨化炭黑在酚醛樹脂中的分散技術(shù)也是一大難題。

以上方法制備低碳鎂碳磚，均是從結(jié)合劑改性出發(fā)，結(jié)合納米技術(shù)，來(lái)提高材料的性能，但是制備成本較高，且酚醛樹脂粘度較大，炭黑及復(fù)合石墨化炭黑的分散較難，因此工業(yè)化生產(chǎn)程度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備成本低、工藝簡(jiǎn)單和工業(yè)化程度高的低碳鎂碳磚的制備方法，所制備的低碳鎂碳磚熱膨脹系數(shù)低、抗熱震性和抗氧化性優(yōu)良。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：先以57~75wt%的電熔鎂砂顆粒、18~32wt%的電熔鎂砂細(xì)粉、1~6wt%的鱗片石墨、1~12wt%的添加劑和1~4wt%的抗氧化劑為原料，混合均勻，再外加所述原料2~6wt%的酚醛樹脂進(jìn)行混練，然后壓制成型，干燥，即得低碳鎂碳磚。

添加劑的制備方法是：用球磨機(jī)將20~78wt%的煉鋼廢棄物和22~80wt%的含鋁化合物混磨30~120min，再將混磨后的物料壓制成型，在1300~1700℃條件下保溫2~5小時(shí)，冷卻后取出，即得該添加劑。含鋁化合物為業(yè)氧化鋁、Al₂O₃微粉和氫氧化鋁中的一種以上。

在上述技術(shù)方案中：電熔鎂砂顆粒的級(jí)配是：3~2mm為22~32wt%，2~1mm為20~25wt%，、1~0.088mm為15~18wt%；電熔鎂砂細(xì)粉的粒度≤0.088mm；鱗片石墨的粒度≤0.149mm；抗氧化劑為Al粉、Si粉中的一種或兩種，粒度≤0.088mm；壓制成型的壓力為120~280MPa。?

由于采用上述方案，本發(fā)明將采用自制的二鋁酸鈣材料用作添加劑，即用球磨機(jī)將20~78wt%的煉鋼廢棄物和22~80wt%的含鋁化合物混磨30~120min，再將混磨后的物料壓制成型，在1300~1700℃條件下保溫2~5小時(shí)，冷卻后取出，即得到所述的添加劑。用該添加劑所制備的低碳鎂碳磚具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明采用的添加劑制備成本低，工藝簡(jiǎn)單，降低了低碳鎂碳磚的制備成本；

2、本發(fā)明制備低碳鎂碳磚的工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)；