本發(fā)明專利技術(shù)屬于鎂碳磚耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種添加二氧化錳的鎂碳磚及其制備方法。其技術(shù)方案是：將60-90wt％的質(zhì)量百分比超過95％的電熔鎂砂顆粒或鎂砂細粉、9-15wt％的磷片狀石墨粉、0.5-3wt％的金屬鋁粉、0-1wt％的硅粉、0.5-3wt％的二氧化錳細粉，和3-6wt％的酚醛樹脂；經(jīng)過混碾、成型，經(jīng)150-250℃熱處理制得。本發(fā)明專利技術(shù)制備的鎂碳磚具有在使用過程中抗水化性能好、高溫強度大、抗氧化性好等特點，尤其適用于對鎂碳磚抗水化性能要求高的場合。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鎂碳磚耐火材料
，尤其涉及到。
技術(shù)介紹
鎂碳磚具有強度高、抗熱震性好、抗剝落性和抗渣性優(yōu)良等特點，在轉(zhuǎn)爐爐襯和底部供氣元件、電爐熱點部位及爐墻、盛鋼桶、爐外精煉等部位得到廣泛的應(yīng)用。但是，高溫下由于石墨的氧化會使碳復(fù)合耐火材料結(jié)構(gòu)疏松，強度、熱震穩(wěn)定性及抗渣侵蝕等性能急劇降低。為解決鎂碳磚中碳氧化的問題，常用的方法是加入金屬鋁粉等抗氧化劑。鋁粉在材料使用過程中會發(fā)生一系列的反應(yīng)，對鎂碳磚的各種性能產(chǎn)生重大影響鋁粉在鎂碳磚中一般會生成碳化鋁、氮化鋁，最后轉(zhuǎn)化為氧化鋁和鎂鋁尖晶石，一方面提高材料的強度和氧化性，但另一方面，添加金屬Al的鎂碳磚，一旦加熱生成碳化鋁或氮化鋁時，存在著即使 放在大氣中也會吸濕發(fā)生水化，直至損壞的問題(王誠訓(xùn)，MgO-C質(zhì)耐火材料.冶金工業(yè)出版社，1995)。例如鎂碳磚在間歇操作的熔煉爐、RH下部槽等使用水系不定形耐火材料進行修補時暴露在水蒸汽下的部位，因水化造成耐用性顯著惡化(鳥月淳志，星山泰宏，井上一浩.耐消化性MgO-C^開発.耐火物，2003，55 :33-34)。在用后鎂碳磚的回收再利用過程中，制備的再生鎂碳磚中碳化鋁成分，在熱處理或烘烤時，結(jié)合劑產(chǎn)生的水就會與碳化鋁反應(yīng)發(fā)生膨脹，使制品膨脹甚至粉化，從而導(dǎo)致再生制品性能的嚴重下降(馮慧俊，田守信.寶鋼用后廢棄MgO-C磚的再生利用.寶鋼技術(shù)，2006，I :17-19)。一般使用過的MgO-C磚循環(huán)再利用的時候需經(jīng)水處理和干燥工藝，經(jīng)此工藝骨料的品質(zhì)劣化，且成本增加(松長隆行，鳥月淳志，飯?zhí)飽阉?耐消化性MgO-C札&力'4圓発(第2報)·耐火物，2003，56 72-73)。為了改善含鋁粉鎂碳磚的抗水化性能，本專利申請人進行了大量試驗，研究了MnO2, TiO2, Cr203、Fe2O3等氧化物對含鋁粉鎂碳磚性能的影響，研究結(jié)果表明添加MnO2效果最好，能從根本上抑制碳化鋁和氮化鋁的生成，并且其他性能如抗氧化性和高溫抗折強度也無明顯降低，但加入量有嚴格要求，限定在O. 5-3wt%，超出此范圍鎂碳磚性能會惡化，力口入量小于O. 5wt%時，抗水化性能變差，超過3wt%時，高溫抗折強度明顯降低，抗氧化性能也明顯下降；而其他上述物質(zhì)對鎂碳磚的抗水化均有一定效果，但不能避免碳化鋁或氮化鋁的生成，另外加入Cr2O3顯著降低了鎂碳磚的高溫抗折強度，加入Fe2O3使鎂碳磚的抗氧化性能明顯降低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有鎂碳磚使用過程中易水化的問題，本專利技術(shù)在于提供一種抗水化性能好、高溫強度大、抗氧化性能好的鎂碳磚及其制備方法。為達到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是將60_90wt%的電熔鎂砂顆粒或電熔鎂砂細粉、9_15被％的片狀石墨粉、O. 5-3wt%的金屬鋁粉、0-1被％的硅粉、O. 5_3被％的二氧化錳細粉，和3-6wt%的酚醛樹脂；經(jīng)過混碾、成型，經(jīng)150-250°C熱處理制得，其中鎂砂為電熔鎂砂，MgO > 95% ;二氧化錳中MnO2的質(zhì)量百分比> 85%，粒度< O. 088mm。由于采用以上方案，添加二氧化錳后，鎂碳磚在使用過程中，金屬鋁粉直接轉(zhuǎn)變成氧化鋁，進而變成熔點高達1850°C的錳鋁尖晶石。一方面，抑制了易水化產(chǎn)物碳化鋁和氮化鋁的形成，顯著提高了鎂碳磚的抗水化性能；另一方面錳鋁尖晶石的生成伴隨著體積膨脹，提高了鎂碳磚結(jié)構(gòu)的致密度，使得鎂碳磚具有較大的高溫強度，同時堵塞了氣體進入的通道，使得鎂碳磚又具有較好的抗氧化性能；另外，錳鋁尖晶石熔點高，不會惡化鎂碳磚的抗渣性能。因此，本專利技術(shù)制備的鎂碳磚具有在使用過程中抗水化性能好、高溫強度大、抗氧化性好等特點，尤其適用于對鎂碳磚抗水化性能要求高的場合。四具體實施方式 實施例I 按重量百分比計含MgO為96%的電熔鎂砂為90%，-195石墨為9%，鋁粉O. 5%,二氧化錳細粉O. 5 %，將上述原料混合，外加3. 5 %的熱固性酚醛樹脂，經(jīng)混碾均勻后，在200MPa壓力下壓制成型，經(jīng)250°C保溫12小時得到。經(jīng)檢測其指標(biāo)為顯氣孔率3. 5%，體積密度3. 01g/cm3,1400°C埋碳3小時燒成后高壓釜水化試驗3小時(120°C，0. 2MPa)不開裂，1400°C半小時高溫抗折13. IMPa，1400°C保溫I小時空氣氣氛下氧化面積小于12%。實施例2按重量百分比計含MgO為97%的電熔鎂砂為78%，-196石墨為15%，硅粉為1%，鋁粉為3%，二氧化錳為3%，將上述原料混合，外加5%的熱固性酚醛樹脂，經(jīng)混碾均勻后，在200MPa壓力下壓制成型，經(jīng)200°C保溫24小時得到。經(jīng)檢測其指標(biāo)為顯氣孔率3. 8%，體積密度2. 98g/cm3,1400°C埋碳3小時燒成后高壓釜水化試驗3小時(120°C，0. 2MPa)不開裂，1400°C半小時高溫抗折13. 6MPa，1400°C保溫I小時空氣氣氛下氧化面積小于10%。權(quán)利要求1.一種添加二氧化錳的鎂碳磚，其特征在于按重量百分含量以60-90%的質(zhì)量百分比超過95%的電熔鎂砂、9-15被％的片狀石墨粉、O. 5-3wt%的金屬鋁粉、O-Iwt %的硅粉、O.5-3wt%的二氧化錳細粉，和3-6wt%的酚醛樹脂；經(jīng)過混碾、成型，經(jīng)150-250°C熱處理制得。2.權(quán)利要求I所述鎂碳磚，其特征在于二氧化錳中MnO2的質(zhì)量百分比>85%，粒度< O. 088mm。全文摘要本專利技術(shù)屬于鎂碳磚耐火材料
，尤其涉及到。其技術(shù)方案是將60-90wt％的質(zhì)量百分比超過95％的電熔鎂砂顆粒或鎂砂細粉、9-15wt％的磷片狀石墨粉、0.5-3wt％的金屬鋁粉、0-1wt％的硅粉、0.5-3wt％的二氧化錳細粉，和3-6wt％的酚醛樹脂；經(jīng)過混碾、成型，經(jīng)150-250℃熱處理制得。本專利技術(shù)制備的鎂碳磚具有在使用過程中抗水化性能好、高溫強度大、抗氧化性好等特點，尤其適用于對鎂碳磚抗水化性能要求高的場合。文檔編號C04B35/66GK102936142SQ20121043724公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日專利技術(shù)者魏軍從, 涂軍波, 吉秀梅, 黃建坤, 高春輝, 孫麗 申請人:河北聯(lián)合大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種添加二氧化錳的鎂碳磚，其特征在于按重量百分含量以60？90％的質(zhì)量百分比超過95％的電熔鎂砂、9？15wt％的片狀石墨粉、0.5？3wt％的金屬鋁粉、0？1wt％的硅粉、0.5？3wt％的二氧化錳細粉，和3？6wt％的酚醛樹脂；經(jīng)過混碾、成型，經(jīng)150？250℃熱處理制得。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏軍從，涂軍波，吉秀梅，黃建坤，高春輝，孫麗，
申請(專利權(quán))人：河北聯(lián)合大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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