免燒鎂鈣碳質耐火磚及其製備方法

2023-10-19 06:02:27

專利名稱：：免燒鎂鈣碳質耐火磚及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種耐火磚及其製備方法。鎂碳質耐火材料在鋼鐵冶煉中得到較廣泛的應用，其抗氧化性能和抗侵蝕性能較好，又免燒，因此逐漸取代了鎂鉻磚等耐火磚。隨著鋼鐵冶煉技術的不斷發展，對耐火材料製品的質量和高溫性能的要求越來越高，隨之，鎂鈣碳質耐火材料應運而生，含鈣耐火材料易使鋼鐵渣掛渣，提高抗侵蝕能力，又容易補爐，高溫性能好，但是，鈣成分的出現勢必要帶入一定量的游離CaO，並且，鈣成分的含量越高，帶入的游離CaO就越多，而游離的CaO易水化，從而造成製品開裂、粉化，甚至潰散，這就對鈣成分的存在狀態及各組成的水分含量控制，尤其是結合劑中的水分含量控制有了更高的要求，這是擺在人們面前的一大難題。正因如此，目前免燒鎂鈣碳質耐火磚的質量欠佳，應用性能及使用壽命等仍不太理想。本發明的目的在於提供一種新型的免燒鎂鈣碳質耐火磚及其製備方法，該耐火磚質量好且穩定，應用性能好，使用壽命長。本發明的目的可以由以下方案來實現所述的免燒鎂鈣碳質耐火磚，含有鎂、鈣、碳成分，其重量百分組成為CaO+MgO83～93％石墨5～15％餘量為其它雜質外含無水樹脂結合劑4～6％其中鎂鈣組成中，CaO的含量為4.15～23.25％無水樹脂結合劑由增塑劑、異氰酸酯、精製瀝青組成，其重量百分組成為增塑劑10～20％異氰酸酯38～45％精製瀝青36～46％通常，增塑劑主要是鄰苯二甲酸酯類，如鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或一種以上。異氰酸酯主要是二異氰酸酯和多異氰酸酯類，如二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯中的一種或一種以上。精製瀝青為高溫球狀瀝青、高溫粉狀瀝青、高聚合球狀瀝青、高聚合粉狀瀝青中的一種或一種以上。將增塑劑加熱至40～60℃，加入異氰酸酯，充分攪拌，在60～100℃下反應應80～140℃分鐘，再加入精製瀝青，將溫度控制在100～120℃，反應1～3小時，便製得本結合劑。為了進一步減少水份，可以在真空度為0.02～0.09MPa下脫水30分鐘左右，可使結合劑的水份含量達到0.05％以下，使耐火磚的水份含量控制有了保障。本發明耐火磚的製備方法如下首先進行原料處理，再配料、成型，最後烘乾製成，其關鍵是在原料處理中，將鎂、鈣組分經電熔製成了電熔鎂鈣制磚原料。該工藝處理改變了CaO的存在狀態，減少了游離CaO的含量，為增加鈣含量提供了依據，又克服了游離CaO水化的問題。如果鎂、鈣組分由天然菱鎂礦提供，情況會進一步得以改善，從而得到雜質少，純度高，密度高，氣孔率低的高鈣電熔鎂。為了便於成型，改善製品成型密度，增大耐壓強度，原料配料時電熔鎂、鈣制磚原料及石墨的重量顆粒級配為粒徑d為3mm＜d≤15mm的電熔鎂、鈣料40～50％粒徑d為0.074mm＜d≤3mm的電熔鎂、鈣料10～15％粒徑d為d≤0.074mm的電熔鎂、鈣料20～35％過100目篩的石墨粉5～15％原料配料後混合均勻，高壓壓製成型，製得半成品。將半成品在烘乾窯中烘乾得耐火磚成品。烘乾時要隔離烘乾，或說單獨烘乾，不要跟其它產品混合烘乾，以保證產品質量。本發明免燒鎂鈣碳耐火磚與鎂碳磚性能及使用效果對比情況見表1、表2。表1、理化指標性能對比表表2、在LF-VD爐渣線使用結果對比表注10套磚的平均值。由上看出，本發明鎂鈣碳質耐火磚選擇了合理的原料，進行了科學的處理，不僅提高了鈣的含量，而且改善了CaO的存在狀態，還減少了各組分的含水量，尤其是研製採用了新型的無水樹脂結合劑，能夠將結合劑的含水量控制得較低，從而大大改善了產品質量。本發明耐火磚質量好且穩定，體積密度大，耐壓強度高，不易水化，抗侵蝕能力強，應用性能好，使用壽命長。下面結合實施例對本發明作進一步說明實施例1、各組分重量組成精選含鈣較高的菱鎂礦電熔成的電熔鎂鈣制磚原料中CaO8.82％MgO89.94％SiO2+Al2O3+Fe2O31.24％顆粒級配粒徑d為3mm＜d≤15mm的電熔鎂、鈣料45％粒徑d為0.074mm＜d≤3mm的電熔鎂、鈣料13％粒徑d為d≤0.074mm的電熔鎂、鈣料30％過100目篩的鱗片石墨粉12％外加結合劑5％其中結合劑的組成為鄰苯二甲酸二丁酯185份多亞甲基多苯基異氰酸酯400份球狀高聚合瀝青415份各原料混合均勻後，150～200MPa下壓製成型，在烘乾窯中烘乾，最高溫度250℃左右保溫8小時，烘乾周期24～36小時，烘乾後即得本發明耐火磚。實施例2、各組分重量組成精選含鈣較高的菱鎂礦電熔成的電熔鎂鈣制磚原料中CaO9.02％MgO89.52％SiO2+Al2O3+Fe2O31.46％顆粒級配粒徑d為3mm＜d≤15mm的電熔鎂、鈣料48％粒徑d為0.074mm＜d≤3mm的電熔鎂、鈣料12％粒徑d為d≤0.074mm的電熔鎂、鈣料32％過100目篩的鱗片石墨粉8％外加結合劑5.8％其它同實施例1。實施例3、各組分重量組成精選含鈣較高的菱鎂礦電熔成的電熔鎂鈣制磚原料中CaO7.86％MgO90.88％SiO2+Al2O3+Fe2O31.30％顆粒級配粒徑d為3mm＜d≤15mm的電熔鎂、鈣料42％粒徑d為0.074mm＜d≤3mm的電熔鎂、鈣料15％粒徑d為d≤0.074mm的電熔鎂、鈣料31％過100目篩的鱗片石墨粉12％外加結合劑5％其它同實施例1。實施例4、各組分重量組成精選含鈣較高的菱鎂礦電熔成的電熔鎂鈣制磚原料中CaO6.95％MgO92.07％SiO2+Al2O3+Fe2O30.98％顆粒級配粒徑d為3mm＜d≤15mm的電熔鎂、鈣料46％粒徑d為0.074mm＜d≤3mm的電熔鎂、鈣料12％粒徑d為d≤0.074mm的電熔鎂、鈣料34％過100目篩的鱗片石墨粉8％外加結合劑5％其它同實施例1。實施例5、各組分重量組成採用甘肅肅北縣耐火材料石特製的鎂鈣砂製成的電熔鎂鈣制磚原料中，CaO6.56％MgO91.35％SiO2+Al2O3+Fe2O32.09％顆粒級配粒徑d為3mm＜d≤15mm的電熔鎂、鈣料48％粒徑d為0.074mm＜d≤3mm的電熔鎂、鈣料10％粒徑d為d≤0.074mm的電熔鎂、鈣料34％過100目篩的鱗片石墨粉8％外加結合劑5.5％其中結合劑的組成為鄰苯二甲酸二異丁酯100份二苯基甲烷二異氰酯450份高聚合粉狀瀝青450份其它同實施例1。實施例6、各組分重量組成採用甘肅肅北縣耐火材料製品的鎂鈣砂製成的電熔鎂鈣制磚原料中，CaO7.98％MgO90.54％SiO2+Al2O3+Fe2O31.48％顆粒級配粒徑d為3mm＜d≤15mm的電熔鎂、鈣料44％粒徑d為0.074mm＜d≤3mm的電熔鎂、鈣料15％粒徑d為d≤0.074mm的電熔鎂、鈣料30％過100目篩的鱗片石墨粉11％外加結合劑4.4％其它同實施例5。實施例7、各組分重量組成採用甘肅肅北縣耐火材料製品的鎂鈣砂製成的電熔鎂鈣制磚原料中，CaO10.55％MgO88.36％SiO2+Al2O3+Fe2O31.09％顆粒級配粒徑d為3mm＜d≤15mm的電熔鎂、鈣料42％粒徑d為0.074mm＜d≤3mm的電熔鎂、鈣料14％粒徑d為d≤0.074mm的電熔鎂、鈣料34％過100目篩的鱗片石墨粉10％外加結合劑5.8％其它同實施例5。權利要求1.一種免燒鎂鈣碳質耐火磚，含有鎂、鈣、碳成分，其特徵在一其重量百分組成為CaO+MgO83～93％石墨5～15％餘量為其它雜質外含無水樹脂結合劑4～6％2.根據權利要求1所述的耐火磚，其特徵在於CaO的含量為4.15～23.25％3.根據權利要求1或2所述的耐火磚，其特徵在於無水樹脂結合劑由增塑劑、異氰酸酯、精製瀝青組成。4.根據權利要求3所述的耐火磚，其特徵在於結合劑的重量百分組成為增塑劑10～20％異氰酸酯38～45％精製瀝青36～46％5.一種權利要求1所述的耐火磚的製備方法，首先進行原料處理，再配料、成型，最後烘乾而製得，其特徵在於原料處理中，將鈣鎂組分經電熔製成制磚原料。6.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於鈣、鎂組分由天然菱鎂礦獲取。7.根據權利要求5或6所述的製備方法，其特徵在於電熔鎂鈣制磚原料及石墨的重量顆粒級配為粒徑d為3mm＜d≤15mm的電熔鎂、鈣料40～50％粒徑d為0.074mm＜d≤3mm的電熔鎂、鈣料10～15％粒徑d為d≤0.074mm的電熔鎂、鈣料20～35％過100目篩的石墨粉5～15％8.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於烘乾時要隔離烘乾。全文摘要本發明涉及一種耐火磚及其製備方法,該耐火磚由電熔鎂鈣制磚原料、石墨和無水樹脂結合劑製成,經合理的選料和科學的處理工藝,製備的該耐火磚體積密度大,耐壓強度高,不易水化、潰散,抗侵蝕能力強,質量好且穩定,應用性能好,使用壽命長,特別適用於煉鋼爐和精煉爐中,尤其爐子的渣線部位。文檔編號C04B35/04GK1197049SQ9710580公開日1998年10月28日申請日期1997年4月22日優先權日1997年4月22日發明者畢研虎,畢思明,孟慶雲,高慶軍,張士遠申請人:淄博鑫耐達耐火材料股份有限公司