專利名稱：一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚及制備方法，涉及耐火材料技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，耐火材料行業(yè)所生產(chǎn)的鎂碳磚以電熔鎂砂為主，盡管電熔鎂砂性能比燒 結(jié)鎂砂優(yōu)良，但電熔鎂砂與燒結(jié)鎂砂相比價(jià)格偏高，每噸電熔鎂砂價(jià)格比燒結(jié)鎂砂高 1000-1800元，生產(chǎn)成本相對(duì)較高。目前，國(guó)內(nèi)部分廠家利用廢鎂碳磚進(jìn)行回收再生產(chǎn)鎂碳 磚，在某種程度上講降低了成本，但也存在很大弊端，如廢舊磚性能不穩(wěn)定，而且進(jìn)行再生 產(chǎn)時(shí)對(duì)廢舊磚要求較高，不同廠家的廢舊磚進(jìn)行處理時(shí)工藝比較復(fù)雜，利用廢磚進(jìn)行生產(chǎn) 對(duì)廠家管理?xiàng)l件要求很高，不易于控制，導(dǎo)致生產(chǎn)的鎂碳磚性能不穩(wěn)定，因此利用廢磚進(jìn)行 生產(chǎn)鎂碳磚并不是一種最能有效降低成本的方式。燒結(jié)鎂砂含有一定雜質(zhì)，特別是對(duì)于中 檔鎂砂或高純鎂砂，其中某些低熔點(diǎn)雜質(zhì)可以起到一定的燒結(jié)作用，且在使用過(guò)程中可形 成一定量的玻璃相，其作用不僅可提高材料的燒結(jié)性能而且還可提高材料的抗氧化性，因 此在某種程度上可以將燒結(jié)鎂砂看成是把燒結(jié)劑或抗氧化劑非常均勻的分布到材料內(nèi)部， 故將燒結(jié)鎂砂與電容鎂砂按一定工藝?yán)眉纯梢杂行Ы档蜕a(chǎn)成本，又可以生產(chǎn)出某些性 能非常優(yōu)越的鎂碳磚，在某種特定條件下其性能已超過(guò)了全部以電熔鎂砂為鎂質(zhì)原料生產(chǎn) 的鎂碳磚。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝方法簡(jiǎn)單、操作方便、制備的材料抗渣性、高溫強(qiáng) 度、抗熱震性能均符合國(guó)標(biāo)，不易斷裂的以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚及制備方法。本發(fā)明一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚，按重量百分比由下述組份組成復(fù)合鎂砂85 90鱗片石墨10 15，所述復(fù)合鎂砂與鱗片石墨重量百分之和為100% ；添加占所述 復(fù)合鎂砂與鱗片石墨總重量(0. 5 5) %的抗氧化劑、(0. 5 5) %的改性劑、(3 5) %的 酚醛樹(shù)脂。本發(fā)明一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚中，所述復(fù)合鎂砂按重量百分比由 10 90%的電熔鎂砂和10 90%的燒結(jié)鎂砂組成。本發(fā)明一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚中，所述復(fù)合鎂砂顆粒按下述重量 百分比級(jí)配粒度5 3mm的占25-40%、粒度3 Imm占20-35%、粒度1 0. 088mm占 15-30%，所述復(fù)合鎂砂顆粒各級(jí)配的重量百分之和為100%。本發(fā)明一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚中，所述抗氧化劑選自平均粒度為 100-220目的Al粉、Si粉、AlMg合金粉、BC粉、SiC粉中的至少一種。本發(fā)明一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚中，所述改性劑選自平均粒度為 180-320目的ZrO2粉、Cr2O3微粉、BN粉、Si3N4粉中的至少一種。
本發(fā)明一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚的制備工藝，包括下述步驟第一步復(fù)合鎂砂破碎分級(jí)按設(shè)計(jì)的復(fù)合鎂砂組分配比分別取電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂混合均勻，破碎、篩分得 粒度為5 3mm、3 1mm、< Imm的三種鎂砂顆粒；第二步混料按設(shè)計(jì)的鎂碳磚組份配比分別取復(fù)合鎂砂、鱗片石墨加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，再 將抗氧化劑、改性劑、酚醛樹(shù)脂加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，得濕潤(rùn)泥料；其中所述復(fù)合鎂砂 顆粒按下述重量百分比級(jí)配粒度5 3mm的占25-40%、粒度3 Imm占20-35%、粒度 1 0. 088mm占15-30%，所述復(fù)合鎂砂顆粒各級(jí)配的重量百分之和為100% ；第三步成型將第二步所得濕潤(rùn)泥料在600-1000噸壓力下壓制成型后，在 120-240°C烘干保溫10-13小時(shí)即得成品。本發(fā)明由于采用上述組份配比，采用含有燒結(jié)鎂砂的復(fù)合鎂砂作為生產(chǎn)鋁鎂碳磚 的主原料，利用燒結(jié)鎂砂中含有一定雜質(zhì)，其中某些低熔點(diǎn)雜質(zhì)可以起到一定的燒結(jié)作用， 形成一定量的玻璃相，其作用不僅可提高材料的燒結(jié)性能而且還可提高材料的抗氧化性， 相當(dāng)于將燒結(jié)劑或抗氧化劑非常均勻的分布到材料內(nèi)部，既可以有效降低生產(chǎn)成本，燒制 成的鎂碳磚的理化性能又符合標(biāo)準(zhǔn)，使用效果與常規(guī)方法生產(chǎn)的鎂碳磚的質(zhì)量水平相當(dāng)。 既降低了生產(chǎn)成本，又避免了為節(jié)約成本而用廢磚生產(chǎn)鎂碳磚帶來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn) 題。綜上所述，本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單、操作方便、制備的材料抗渣性、高溫強(qiáng)度、抗熱震 性能均符合國(guó)標(biāo)，不易斷裂，可有效降低鎂碳磚的生產(chǎn)成本；適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1第一步復(fù)合鎂砂破碎分級(jí)按燒結(jié)鎂砂90%，電熔鎂砂10%的配比分別取電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂混合均勻，破 碎、篩分得粒度為5 3mm、3 1mm、< Imm的三種鎂砂顆粒；第二步混料按90%復(fù)合鎂砂、10%鱗片石墨(牌號(hào)為-195)加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，其中復(fù) 合鎂砂顆粒級(jí)配是粒度5 3mm的占35%、粒度3 Imm占35%、粒度1 0. 088mm占 30% ；再將平均粒度為100 120目、重量占復(fù)合鎂砂和鱗片石墨總重量2%的金屬鋁粉、 重量占復(fù)合鎂砂和鱗片石墨總重量2%的金屬硅粉，平均粒度均為180 200目、重量占復(fù) 合鎂砂和鱗片石墨總重量3%的^O2粉，重量占復(fù)合鎂砂和鱗片石墨總重量4%的酚醛樹(shù) 脂加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，得濕潤(rùn)泥料；第三步成型將第二步所得濕潤(rùn)泥料在600噸壓力下壓制成型后，在120-240°C 烘干保溫10-13小時(shí)即得成品。本實(shí)施例制備的以復(fù)合鎂砂為主要原料生產(chǎn)的鎂碳磚干燥后主要的物理性能為 體積密度2. 96g/cm3、顯氣孔率3. 75%、耐壓強(qiáng)度50Mpa。實(shí)施例2第一步復(fù)合鎂砂破碎分級(jí)
按燒結(jié)鎂砂50%，電熔鎂砂50%的配比分別取電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂混合均勻，破 碎、篩分得粒度為5 3mm、3 1mm、< Imm的三種鎂砂顆粒；第二步混料復(fù)合鎂砂85 90按87%復(fù)合鎂砂、13%鱗片石墨(牌號(hào)為-195)加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，其中復(fù) 合鎂砂顆粒級(jí)配是粒度5 3mm的占35%、粒度3 Imm占35%、粒度1 0. 088mm占 30%;再將平均粒度為150 180目、重量占復(fù)合鎂砂和鱗片石墨總重量2%的金屬鋁粉、重 量占復(fù)合鎂砂和鱗片石墨總重量3%的金屬硅粉，平均粒度均為240 沈0目、重量占復(fù)合 鎂砂和鱗片石墨總重量3%的^O2粉與Cr2O3微粉，重量占復(fù)合鎂砂和鱗片石墨總重量4% 的酚醛樹(shù)脂加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，得濕潤(rùn)泥料；第三步成型將第二步所得濕潤(rùn)泥料在830噸壓力下壓制成型后，在120-240°C 烘干保溫10-13小時(shí)即得成品。本實(shí)施例制備的以復(fù)合鎂砂為主要原料生產(chǎn)的鎂碳磚干燥后主要的物理性能為 體積密度2. 99g/cm3、顯氣孔率2. 8%、耐壓強(qiáng)度60Mpa。實(shí)施例3第一步復(fù)合鎂砂破碎分級(jí)按燒結(jié)鎂砂10%，電熔鎂砂90%的配比分別取電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂混合均勻，破 碎、篩分得粒度為5 3mm、3 1mm、< Imm的三種鎂砂顆粒；第二步混料按85%復(fù)合鎂砂、15%鱗片石墨(牌號(hào)為-195)加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，其中復(fù) 合鎂砂顆粒級(jí)配是粒度5 3mm的占35%、粒度3 Imm占35%、粒度1 0. 088mm占 30% ；再將平均粒度為200 220目、重量占復(fù)合鎂砂和鱗片石墨總重量2%的金屬鋁粉、 重量占復(fù)合鎂砂和鱗片石墨總重量金屬硅粉，平均粒度均為280 320目，重量占復(fù)合 鎂砂和鱗片石墨總重量3%的氧化鋯粉、Si3N4粉，重量占復(fù)合鎂砂和鱗片石墨總重量4%的 酚醛樹(shù)脂加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，得濕潤(rùn)泥料；第三步成型將第二步所得濕潤(rùn)泥料在1000噸壓力下壓制成型后，在120-240°C 烘干保溫10-13小時(shí)即得成品。本實(shí)施例制備的以復(fù)合鎂砂為主要原料生產(chǎn)的鎂碳磚干燥后主要的物理性能為 體積密度2. 98g/cm3、顯氣孔率3. 20%、耐壓強(qiáng)度52Mpa。
權(quán)利要求
1.一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚，按重量百分比由下述組份組成復(fù)合鎂砂85 90鱗片石墨10 15，所述復(fù)合鎂砂與鱗片石墨重量百分之和為100% ；添加占所述復(fù)合 鎂砂與鱗片石墨總重量(0. 5 5) %的抗氧化劑、(0. 5 5) %的改性劑、(3 5) %的酚醛 樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚，其特征在于所述復(fù) 合鎂砂按重量百分比由10 90%的電熔鎂砂和10 90%的燒結(jié)鎂砂組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚，其特征在于所述復(fù) 合鎂砂顆粒按下述重量百分比級(jí)配粒度5 3mm的占25-40%、粒度3 Imm占20-35%、 粒度1 0. 088mm占15-30%，所述復(fù)合鎂砂顆粒各級(jí)配的重量百分之和為100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚，其特征在于所述抗 氧化劑選自平均粒度為100-220目的Al粉、Si粉、AlMg合金粉、BC粉、SiC粉中的至少一 種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚，其特征在于所述改 性劑選自平均粒度為180-320目的&02粉、Cr2O3微粉、BN粉、氧化鋯粉、Si3N4粉中的至少一種。
6.制備如權(quán)利要求1 5任意一項(xiàng)所述的一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚的工 藝，包括下述步驟第一步復(fù)合鎂砂破碎分級(jí)按設(shè)計(jì)的復(fù)合鎂砂組分配比分別取電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂混合均勻，破碎、篩分得粒度 為5 3mm、3 lmm、< 的三種鎂砂顆粒；第二步混料按設(shè)計(jì)的鎂碳磚組份配比分別取復(fù)合鎂砂、鱗片石墨加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，再將抗 氧化劑、改性劑、酚醛樹(shù)脂加入攪拌機(jī)中攪拌均勻，得濕潤(rùn)泥料；其中所述復(fù)合鎂砂顆粒 按下述重量百分比級(jí)配粒度5 3mm的占25-40%、粒度3 Imm占20-35%、粒度1 0. 088mm占15-30%，所述復(fù)合鎂砂顆粒各級(jí)配的重量百分之和為100% ；第三步成型將第二步所得濕潤(rùn)泥料在600-1000噸壓力下壓制成型后，在120-M0°C 烘干保溫10-13小時(shí)即得成品。
全文摘要
一種以復(fù)合鎂砂為主要原料的鎂碳磚，按重量百分比由下述組份組成復(fù)合鎂砂85～90、鱗片石墨10～15及少量抗氧化劑、改性劑、酚醛樹(shù)脂；其制備方法是將復(fù)合鎂砂破碎、篩分為粒度為5～3mm、3～1mm、＜1三種鎂砂顆粒；按照多級(jí)粒度配比配置成復(fù)合鎂砂后，與鱗片石墨、抗氧化劑、改性劑、酚醛樹(shù)脂加入攪拌機(jī)中攪拌均勻；在壓力機(jī)上壓制成型后在180-240℃保溫10-13小時(shí)即得成品。本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單、操作方便、制備的材料抗渣性、高溫強(qiáng)度、抗熱震性能均符合國(guó)標(biāo)，不易斷裂，可有效降低鎂碳磚的生產(chǎn)成本；適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102093065SQ20101061571
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者丁芳, 程本軍, 趙啟成, 陳旺 申請(qǐng)人:中南大學(xué)