環保型的低碳鎂碳磚的製作方法
2023-06-01 18:28:11 2
專利名稱：環保型的低碳鎂碳磚的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種低碳的鎂碳磚，尤其是一種環保型的低碳鎂碳磚，屬於耐火材料製備技術領域。
背景技術：
自從把碳引入耐火材料製品以來，含碳耐火材料很快就發展成為耐火材料中的一類令人矚目的優良材料品種。其中鎂碳磚成為當下最重要和用量最大的煉鋼用耐火材料品種。目前，我國每年用後的鎂碳磚有幾十萬噸，其中一部分沒有得到回收利用，或者是回收的鎂碳磚沒有得到充分利用。處理含碳廢耐火磚的通常辦法是分揀、破碎、均化、篩分，最後處理成各種粒度的廢磚顆粒，如5 3mm、3 lmm和小於Imm的顆粒，然後把這些顆粒加入到新的耐火磚當中。多項研究表明加入大於Imm的顆粒對於新的耐火磚性能的影響較小，但是加入小於Imm的小顆粒廢磚會嚴重影響新耐火磚的質量。用後鎂碳磚的回收利用對於節約資源、減少能耗、防止土地佔用具有現實意義。近年來隨著鋰電池的發展，石墨資源日漸昂貴。充分的用好石墨資源可以有效降低耐火磚的成本。出於冶煉特種鋼材的需要，部分鋼種要求耐火材料內襯的碳含量越低越好。鎂碳磚中的碳含量降低後抗熱震性顯著下降，使用過程中容易出現斷裂、剝落等現象。為了提高低碳鎂碳磚的性能，常見的辦法是添加低膨脹的原料和添加納米級的碳素。前者有可能導致低碳鎂碳磚的抗侵蝕性下降或是添加物對鋼水有汙染，後者對於大規模工業生產在工藝、環保、成本方面都有困難。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種環保型的低碳鎂碳磚，實現鎂碳耐火原料的循環利用，節能環保。按照本發明提供的技術方案，所述環保型的低碳鎂碳磚，特徵是，包括以下工藝步驟，組份比例按重量份數計
(1)將去除變質層和鋼渣的用後鎂碳磚破碎成最大粒徑為3飛mm的廢磚顆粒，將廢磚顆粒在輪碾機上碾壓2(T90min後，再通過磁選機除鐵，篩分得到粒徑大於Imm和小於Imm 的廢磚顆粒；將小於Imm的廢磚顆粒送入風選機中風選，風選機的風速為5 20m/s，得到平均比重 2. 8的重組份；所述重組份中的碳含量為2 25%，氧化鎂含量為70 90%，所述輕組份中的碳含量為50 70%，氧化鎂含量約為2(Γ40% ；單位為重量百分數；
(2)混合將7(Γ97份的鎂砂、(Γ5份的碳素、2 25份的重組份、2飛份結合劑和(Γ5份抗氧化劑放入混煉機中混煉成泥料，混煉時間為15飛Omin ；單位為重量份；
(3)成型將泥料放入模具中加壓成型得到鎂碳磚磚坯，所述成型壓力為10(T250MPa；(4)固化將成型後得到的鎂碳磚磚坯烘烤固化，烘烘烤溫度為12(T280°C，烘烤時間為1(Γ30小時，即得到所述的環保低碳的鎂碳磚。所述鎂砂為氧化鎂含量> 90%的燒結鎂砂、海水鎂砂或電熔鎂砂，所述鎂砂的粒度< IOmm0所述碳素為石墨、人造石墨、碳黑、高溫浙青粉中的一種或多種。所述結合劑為酚醛樹脂結合劑。所述抗氧化劑為鋁粉、矽粉、鋁鎂合金粉、鋁矽合金粉、碳化硼、碳化矽、硼化鈣、硼化鋯、碳化鈦中的一種或多種。本發明具有以下優點
(1)本發明從廢棄鎂碳磚中分離出以鎂砂熟料為主要成分，含少量碳的物料，該物料中既有少量石墨碳，也有結合劑碳，還包裹有氣孔；將該物料添加到低碳鎂碳磚中，可以使碳得到更好的分散，還可以增加低碳鎂碳磚的總氣孔率，有利於提高低碳鎂碳磚的抗熱震性；
(2)本發明使廢棄鎂碳磚經回收處理後得到的小於Imm的部分得到有效利用，本發明通過風選的方式，提高了小顆粒的穩定性，使之可以更可靠的被利用；
(3)本發明有利於鎂碳耐火原料的循環利用，具有節能環保的特點。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。實施例一一種環保低碳的鎂碳磚，包括以下工藝步驟，組份比例按重量份數計 (當含量為百分比是單位為重量百分數，下同)
(1)將去除變質層和鋼渣的用後鎂碳磚破碎成最大粒徑為6mm的廢磚顆粒，所述用後鎂碳磚中的碳含量為10%，氧化鎂含量為85% ；將廢磚顆粒在輪碾機上碾壓60min後，再通過磁選機除鐵，篩分得到粒徑為3 5mm、廣3mm和小於Imm的廢磚顆粒，經檢測，3 5mm和廣3mm 的廢磚顆粒料中的碳含量小於3%，小於Imm的廢磚顆粒中的碳含量為30% ；將小於Imm的廢磚顆粒送入風選機中風選，風選機的風速為5m/s，得到平均比重 2. 8的重組份；所述重組份中的碳含量為10%，氧化鎂含量為80%，所述輕組份中的碳含量為50%，氧化鎂含量約為20% ；
(2)將74份的鎂砂、1份的高溫浙青粉、25份的重組份、2份酚醛樹脂結合劑放入混煉機中混煉成泥料，混煉時間為25min ；所述鎂砂為氧化鎂含量為98%的電熔鎂砂，所述電熔鎂砂的粒度彡6mm ；
(3)將泥料放入模具中加壓成型得到鎂碳磚磚坯，所述成型壓力為250MPa；
(4)固化將鎂碳磚磚坯烘烤固化，烘烘烤溫度為280°C，烘烤時間為20小時，即得到所述的環保低碳的鎂碳磚。所述環保低碳鎂碳磚中使用了約四分之一的回收原料，實現了耐火原料循環利用的目的，而且該產品的體積穩定性好，耐侵蝕性強，適用於鋼包渣線等部位。實施例二 一種環保型的低碳鎂碳磚，包括以下工藝步驟，組份比例按重量份數計
(1)將去除變質層和鋼渣的用後鎂碳磚破碎成最大粒徑為3mm的廢磚顆粒，所述用後鎂碳磚中的碳含量為18%，氧化鎂含量為76% ；將廢磚顆粒在輪碾機上碾壓90min後，再通過磁選機除鐵，篩分得到粒徑為廣3mm和小於Imm的廢磚顆粒，經檢測，廣3mm的廢磚顆粒料中的碳含量小於3%，小於Imm的廢磚顆粒中的碳含量為30% ；將小於Imm的廢磚顆粒送入風選機中風選，風選機的風速為20m/s，得到平均比重彡2. 4的輕組份和平均比重彡2. 8的重組份；所述重組份中的碳含量為22%，氧化鎂含量為70%，所述輕組份中的碳含量為65%，氧化鎂含量約為20% ；
(2)將97份的海水鎂砂、1份N220炭黑、2份重組份、5份酚醛樹脂結合劑、1份鋁粉、1 份矽粉放入混煉機中混煉成泥料，室溫下混煉，混煉時間為20min ；所述海水鎂砂中的氧化鎂含量為97%，粒度彡5mm;
(3)將泥料放入模具中加壓成型得到鎂碳磚磚坯，所述成型壓力為IOOMPa；
(4)固化將成型後得到的鎂碳磚磚坯烘烤固化，烘烘烤溫度為120°C，烘烤時間為30 小時，即得到所述的環保低碳的鎂碳磚。 實施例三一種環保低碳的鎂碳磚，包括以下工藝步驟，組份比例按重量份數計
(1)將去除變質層和鋼渣的用後鎂碳磚破碎成最大粒徑為6mm的廢磚顆粒，將廢磚顆粒在輪碾機上碾壓65min後，再通過磁選機除鐵，篩分得到粒徑為3 5mm、廣3mm和小於Imm 的廢磚顆粒；將小於Imm的廢磚顆粒送入風選機中風選，風選機的風速為lOm/s，得到平均比重 2. 8的重組份；所述重組份中的碳含量為15%，氧化鎂含量為80%，所述輕組份中的碳含量為60%，氧化鎂含量約為30% ；
(2)將50份的燒結鎂砂、30份的電熔鎂砂、5份的人造石墨、15份的重組份、4份酚醛樹脂結合劑和5份碳化矽粉放入混煉機中混煉成泥料，混煉時間為30min ；所述燒結鎂砂中的氧化鎂含量為97%，粒度為l(Tlmm ；所述電熔鎂砂中的氧化鎂含量為98%，粒度< Imm ；
(3)將泥料放入模具中加壓成型得到鎂碳磚磚坯，所述成型壓力為200MPa；
(4)固化將成型後得到的鎂碳磚烘烤固化，烘烤溫度為200°C，烘烤時間為10小時，即得到所述的環保低碳的鎂碳磚。
權利要求
1.一種環保型的低碳鎂碳磚，其特徵是，包括以下工藝步驟，組份比例按重量份數計(1)將去除變質層和鋼渣的用後鎂碳磚破碎成最大粒徑為3飛mm的廢磚顆粒，將廢磚顆粒在輪碾機上碾壓2(T90min後，再通過磁選機除鐵，篩分得到粒徑大於Imm和小於Imm 的廢磚顆粒；將小於Imm的廢磚顆粒送入風選機中風選，風選機的風速為5 20m/s，得到平均比重 2. 8的重組份；所述重組份中的碳含量為2 25%，氧化鎂含量為70、0% ；單位為重量百分數；(2)混合將7(Γ97份的鎂砂、(Γ5份的碳素、2 25份的重組份、2飛份結合劑和(Γ5份抗氧化劑放入混煉機中混煉成泥料，混煉時間為15飛Omin ；(3)成型將泥料放入模具中加壓成型得到鎂碳磚磚坯，所述成型壓力為10(T250MPa；(4)固化將成型後得到的鎂碳磚磚坯烘烤固化，烘烘烤溫度為12(T280°C，烘烤時間為1(Γ30小時，即得到所述的環保低碳的鎂碳磚。
2.如權利要求1所述的環保型的低碳鎂碳磚，其特徵是所述鎂砂為氧化鎂含量>90% 的燒結鎂砂、海水鎂砂或電熔鎂砂，所述鎂砂的粒度< 10mm。
3.如權利要求1所述的環保型的低碳鎂碳磚，其特徵是所述碳素為石墨、人造石墨、 碳黑、高溫浙青粉中的一種或多種。
4.如權利要求1所述的環保型的低碳鎂碳磚，其特徵是所述結合劑為酚醛樹脂結合劑。
5.如權利要求1所述的環保型的低碳鎂碳磚，其特徵是所述抗氧化劑為鋁粉、矽粉、 鋁鎂合金粉、鋁矽合金粉、碳化硼、碳化矽、硼化鈣、硼化鋯、碳化鈦中的一種或多種。
全文摘要
本發明涉及一種環保型的低碳鎂碳磚，包括以下工藝步驟，組份比例按重量份數計(1)將去除變質層和鋼渣的廢棄含碳耐火磚破碎、碾壓、磁選，篩分得到粒徑大於1mm和小於1mm的廢磚顆粒；將小於1mm的廢磚顆粒送入風選機中風選，得到平均比重≤2.4的輕組份和平均比重≥2.8的重組份；(2)將70~90份的鎂砂、0~5份的碳素、2~25份的重組份、2~5份結合劑和0~5份抗氧化劑放入混煉機中混煉成泥料；(3)將泥料放入模具中加壓成型得到鎂碳磚磚坯；(4)將成型後得到的鎂碳磚磚坯烘烤固化，即得到所述的環保低碳的鎂碳磚。本發明從廢棄鎂碳磚中分離出主要成分為鎂砂熟料的物料，將該物料添加到低碳鎂碳磚中，增加了低碳鎂碳磚的總氣孔率，提高鎂碳磚的抗熱震性。
文檔編號C04B35/66GK102503497SQ20111036546
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者俞曉東, 張雪松 申請人:江蘇蘇嘉集團新材料有限公司