CN108585806A

CN108585806A - 利用再生镁碳砖和铝镁碳砖制造铝镁碳耐火砖的方法

Info

Publication number: CN108585806A
Application number: CN201810617847.2A
Authority: CN
Inventors: 王树山; 王珏; 谷慧鹏; 付刚; 王利; 王亮
Original assignee: LIAONING ZHONGMEI HOLDING Co Ltd
Current assignee: LIAONING ZHONGMEI HOLDING Co Ltd
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2018-09-28

Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种利用再生镁碳砖和铝镁碳砖制造铝镁碳耐火砖的方法。该方法，包括如下步骤：步骤1，准备骨料；步骤2，制备预混合粉；步骤3，混炼；步骤4，成型工艺；步骤5，干燥。该方法同时利用再生镁碳砖和铝镁碳砖作为主要原料，再加入部分高效添加剂，在不改变现有生产工艺的情况下，研制出一种铝镁碳砖具有中高温强度好、体积密度高，抗侵蚀、抗热震性能优良，可利用现有的设备实施进行常规化工业生产。

Description

利用再生镁碳砖和铝镁碳砖制造铝镁碳耐火砖的方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种利用再生镁碳砖和铝镁碳砖制造铝镁碳耐火砖的方法。

背景技术

近年来，随着国家主管部门加大环保治理力度，致使一些环保不达标的企业停产，造成矿石资源及耐火原料货源严重紧张，耐火原材料价格上涨极快，给耐火制品生产企业造成的巨大成本和经营压力，对耐火材料工业整体生产运行秩序的影响严重，企业已将成本管理作为企业管理的核心，强化成本管理，利用回收再生原料已成为降低成本的重要手段之一，另外，废旧产品的再利用，对保护环境和节约资源也起到很大的作用，是利国利民的好事。

对废镁碳砖、铝镁碳砖的再生利用研究工作，耐材工作者已有广泛的研究，各有各的诀窍，生产的产品也在钢厂热工设备使用，但相对无再生料产品来说，使用是寿命相对较低，稳定性较差，而在同一产品中同时加入不同再生料的研究及文献尚未发现。本发明的创造性在于利用公司预处理的废镁碳砖、铝镁碳砖作为主要原料同时使用，再添加部分高效添加剂，来提高铝镁碳砖高温性能，再按照传统工艺的生产方法生产，工艺简单，可操作性强，制造出低成本，质量稳定的铝镁碳砖，创造更大的经济效益。

发明内容

本发明的目的是同时利用再生镁碳砖和铝镁碳砖作为主要原料，再加入部分高效添加剂，在不改变现有生产工艺的情况下，研制出一种铝镁碳砖的制备方法，该制品具有中高温强度好、体积密度高，抗侵蚀、抗热震性能优良，可利用现有的设备实施进行常规化工业生产。

为了实现上述目的，本发明的提供的技术方案如下：利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，包括如下步骤：

步骤1，准备骨料，含有如下重量份数的组分：

自制再生镁碳砖废料，粒度1-8mm的10％-30％，粒度为0.1-1mm的5％-15％；自制再生铝镁碳砖废料，粒度1-8mm的15-40％，粒度为0.1-1mm的5％-15％；电熔镁砂，粒度为0.1-1mm的5％-10％。

步骤2，制备预混合粉，将如下重量份数的组分混合备用：

粒度为10μm-88μm的电熔镁砂细粉5％-10％；粒度为1μm-44μm的白刚玉细粉5-15%；

特种添加剂:自制硼酸铝晶须0.5-5%，纳米级的碳化硅微粉2-5%，5μm的煅烧氧化铝微粉1-2%。所述硼酸铝晶须的直径为1-1.5μm，平均长度为20-50μm。

助结合剂：沥青粉0.5-1%；粒度为30μm-88μm的硼酐0.1-0.5%，针状焦1-2%。

抗氧化添加剂1％～5％。

步骤3，混炼顺序：将步骤1的骨料、步骤2的预混合粉和占总重1-5%粒度为100目的石墨，依次加入到混练机中，低速混练2-3分钟，再加入占总重2.8%-3%的外加结合剂低速混练5-8分钟，再高速混练15-20分钟。

步骤4，成型工艺：将步骤3中混炼后泥料取出，按照“3轻5重”的规程，将其打击成型形成砖坯，成型后砖坯密度为 2.95-3.3g/cm³；

步骤5，干燥：将步骤4中的成型的砖坯经过180-220℃的温度干燥24h后即得。

所述步骤1的自制再生镁碳砖和铝镁碳砖废料是再生料经过拣选破粉碎、水化、干燥、碾压、筛分等过程制得的。

优选地，步骤2中所述的抗氧化添加剂为金属硅粉、铝镁合金粉或金属铝粉中的一种或两种混合物。

优选地，步骤2中所述自制硼酸铝晶须的方法，是将氧化铝与氧化硼在1200～1300℃下反应，氧化硼起到助熔剂的作用，得到大尺寸硼酸铝晶须。所述纳米级的碳化硅的SiC含量大于95%；所述5μm的煅烧氧化铝微粉的Al2O3含量大于99%。

优选地，步骤2中所述的助结合剂中硼酐的氧化硼含量大于等于95%、针状焦的碳含量大于98.5%。

优选地，如步骤3中所述的外加结合剂为改性酚醛树脂。

优选地，如步骤3中所述的石墨中碳含量大于等于95%，

优选地，所述的自制再生镁碳砖废料、自制再生铝镁碳砖废料、电熔镁砂、白刚玉指标如表1所示：

与现有技术相比，本发明带来的有益效果为：

通过同时加入硼酸铝晶须、针状焦、碳化硅微粉，在使用高温条件下形成互相穿插的立体网状结构，增强了制品的高温强度，改善了热震稳定性；氧化铝微分、硼酐填充制品的微小气孔增强其致密性，低温烧结性，也就提高了制品的抗渗透性、抗侵蚀性。

利用再生镁碳砖和铝镁碳砖作为主要原料使用的益处不再赘述；

1、利用针状焦的介于沥青碳化后和石墨的中间相特殊结构特性，它既有部分沥青的结合剂性质，又有石墨的纯度高、电阻率小、热膨胀系数小、耐冲击性能强的特性，而且其本身也具有机械强度高、抗氧化性能好、消耗低等优点，因此，添加针状焦的耐火砖具有良好的抗渣渗透性能和优良的热震性能。

2、硼酸铝晶须，在高温下和镁砂的润湿性好，其与镁砂颗粒相连接形成桥的结构，镁砂颗粒与硼酸盐桥构成较致密保护层，封闭制品的表面，阻止氧的侵入，提高了制品的热态强度，增强制品的抗氧化性。

3、硼酐因其熔点只有450℃，其微量的加入可以保证制品在低中温烘烤时，就熔融封闭制品的表面气孔，阻止氧的侵入，保证制品低中温不被氧化，另外，硼酐还具有促进镁砂粉、氧化铝微粉在较低温度下形成尖晶石，降低制品的气孔、增强制品的强度特性，也能当助结合剂使用增强制品的常温强度。

4、碳化硅微粉既可起到防止碳氧化，又可在高温使用时形成网状结构，加固制品结合剂树脂碳链的强度，也就增强了制品的耐剥落性及高温抗折强度。

采用上述技术方案，使制品能够大量的使用再生废料，既降低成本，又环保，还能保证制品的使用性能。

具体实施方式

实施例1：

利用再生镁碳砖和铝镁碳砖制造铝镁碳耐火砖的方法，包括如下步骤：

自制再生镁碳砖废料，粒度8-1mm的10％-30％，粒度为0.1-1mm的5％-15％；自制再生铝镁碳砖废料，粒度8-1mm的15-40％，粒度为0.1-1mm的5％-15％；电熔镁砂，粒度为0.1-1mm的5％-10％

具体配比如下：

再生镁碳砖废料粒度8-1mm 10%， 0.1-1mm 5%；

再生铝镁碳砖废料粒度8-1mm 45%， 0.1-1mm 10%；

电熔镁砂粒度 0.1m-1m 5%，1μm-74μm 5%；

白刚玉粉 1-44μm 8%

针状焦粒度 1.5%；石墨粒度100目2%；

沥青粉 0.5%；金属硅粉 200目 1%；纳米碳化硅 3%；

金属铝粉 180目 1%； a-氧化铝粉 1%；

硼酸铝晶须 1.8%；硼酐 0.2% ；

外加液体酚醛树脂结合剂3.2%，

按配比称量后，按如下生产工艺进行生产。

1、制备过程如下：

1)、制备骨料：再生镁碳砖废料粒度8-1mm 10%，0.1-1mm5%；再生镁碳砖废料粒度8-1mm45%，0.1-1mm 10%；

2）制备预混合粉：制备混合粉，按上述比例将电熔镁砂细粉、沥青粉、铝粉、金属硅粉、硼酸铝晶须、硼酐、氧化铝微粉及纳米碳化硅等细粉的混合，备用；

3）混炼：将步骤1）和步骤2）中的骨料和混合粉，石墨2%，针状焦1.5%依次加入到混练机中，低速混练2-3分钟，再加3.2%的外加结合剂低速混练5-8分钟，再高速混练15-20分钟；

4)、混炼结束后从高速混炼机中放出泥料，在1000T摩擦压砖机中打击成型形成砖坯，打击过程中每个砖坯打击6-8次之间，成型后砖坯；

5)、成型的砖坯经过180-220℃温度的隧道窑烘拷24小时，即可制成铝镁碳耐火砖。

实施例2：

利用再生镁碳砖和铝镁碳砖制造铝镁碳耐火砖的方法：

具体配比：

再生镁碳砖废料粒度8-1mm 10%， 0.1-1mm 3%；

再生铝镁碳砖废料粒度8-1mm 42%， 0.1-1mm 5%；

电熔镁砂粒度 0.1m-1m 8%，1μm-74μm 5%；

白刚玉粉 1-44μm 10%

针状焦粒度 2%；石墨粒度100目 4%；

沥青粉 1.5%；金属硅粉 200目 1%；纳米碳化硅 5%；

金属铝粉 180目 1%； a-氧化铝粉 1.5%；

硼酸铝晶须 2.7%；硼酐 0.3% ；

外加液体酚醛树脂结合剂3.3%，

按配比称量后，按如下生产工艺进行生产。

1、制备过程如下：

1)、制备骨料：再生镁碳砖废料粒度8-1mm 10%，0.1-1mm 3%；再生镁碳砖废料粒度8-1mm 42%，0.1-1mm 5%；

3）混炼：将步骤1）和步骤2）中的骨料和混合粉，石墨4%，针状焦2%依次加入到混练机中，低速混练2-3分钟，再加3.1%的外加结合剂低速混练5-8分钟，再高速混练15-20分钟；

制品指标分析：

显气孔率、体积密度、常温耐压强度、高温抗折、按国标进行检测，热震稳定性按冶标检测，常规性能指标检测的数据，见表2：

实施例1制品与普通加30%再生料制品的1指标对比。

本发明实施例1生产的制品含70%的再生料（加再生镁碳砖废料15%、再生铝镁碳砖废料55%）和公司生产的含30%再生料（加再生铝镁碳砖废料30%）的铝镁碳砖对比，成品的主要物理性能如表2所示。

从表中数据对比：两制品在相同工艺，碳含量均在9%的情况下，本发明的制品添加70%再生料的指标比公司原添加再生料30%铝镁碳砖的指标，耐压强度、高温抗折强度、热震稳定性均略有提高。

在某钢厂100吨精炼包上使用上述两种铝镁碳砖，从实际效果来看，均能达到85次的使用要求，但本发明的成本降低10%以上，经济效益明显。

实施例2制品与普通加30%再生料制品的2指标对比。

本发明实施例2生产的添加60%再生料的制品和公司生产的添加30%再生料的铝镁碳砖对比成品指标对比，成品的主要物理性能如表2所示。

从表中数据对比：两制品在相同工艺，碳含量均在12%的情况下，本发明的制品了添加60%再生料的指标比公司原添加再生料30%铝镁碳砖的指标，耐压强度、高温抗折强度、热震稳定性均略有提高。

在某钢厂120吨盛钢桶上使用上述两种铝镁碳砖，均能达到128次，达到同样的使用寿命，但二者成本不一样，因此产生经济效益不一样。

Claims

1.利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1，准备骨料，含有如下重量份数的组分：

自制再生镁碳砖废料，粒度1-8mm的10％-30％，粒度为0.1-1mm的5％-15％；自制再生铝镁碳砖废料，粒度1-8mm的15-40％，粒度为0.1-1mm的5％-15％；电熔镁砂，粒度为0.1-1mm的5％-10％；

步骤2，制备预混合粉，将如下重量份数的组分混合备用：

(a)粒度为10μm-88μm的电熔镁砂细粉5％-10％；粒度为1μm-44μm的白刚玉细粉5-15%；

(b)特种添加剂:自制硼酸铝晶须0.5-5%，纳米级的碳化硅微粉2-5%，5μm的煅烧氧化铝微粉1-2%；

(c)助结合剂：沥青粉0.5-1%；粒度为30μm-88μm的硼酐0.1-0.5%，针状焦1-2%;

(d)抗氧化添加剂1％～5％；

步骤3，混炼顺序：将步骤1的骨料、步骤2的预混合粉和占总重1-5%粒度为100目的石墨，依次加入到混练机中，低速混练2-3分钟，再加入占总重2.8%-3%的外加结合剂低速混练5-8分钟，再高速混练15-20分钟；

步骤5，干燥：将步骤4中的成型的砖坯经过180-220°C的温度干燥24h后即得。

2.根据权利要求1所述的利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，其特征在于，所述步骤1的自制再生镁碳砖和铝镁碳砖废料是再生料经过拣选破粉碎、水化、干燥、碾压、筛分等过程制得的。

3.根据权利要求1所述的利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，其特征在于，步骤2中所述的抗氧化添加剂为金属硅粉、铝镁合金粉或金属铝粉中的一种或两种混合物。

4.根据权利要求1所述的利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，其特征在于，步骤2中所述自制硼酸铝晶须的方法，是将氧化铝与氧化硼在1200～1300℃下反应，得到大尺寸硼酸铝晶须；所述纳米级的碳化硅的SiC含量大于95%；所述5μm的煅烧氧化铝微粉的Al2O3含量大于99%。

5.根据权利要求1所述的利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，其特征在于，所述硼酸铝晶须的直径为1-1.5μm，平均长度为20-50μm。

6.根据权利要求1所述的利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，其特征在于，步骤2中所述的助结合剂中硼酐的氧化硼含量大于等于95%、针状焦的碳含量大于98.5%。

7.根据权利要求1所述的利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，其特征在于，步骤3中所述的外加结合剂为改性酚醛树脂。

8.根据权利要求1所述的利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，其特征在于，步骤3中所述的石墨中碳含量大于等于95%。

9.根据权利要求1所述的利用再生料制造铝镁碳耐火砖的方法，其特征在于，所述的自制再生镁碳砖废料、自制再生铝镁碳砖废料、电熔镁砂、白刚玉指标如下表所示：