[发明专利]一种水结合的镁碳砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种水结合的镁碳砖及其制备方法，耐火材料制备技术领域。其包括电熔镁砂颗粒60～85份，电熔镁砂细粉10～35份，碳素1～20份，抗氧化剂1～5份，淀粉1～5份，六偏磷酸钠1～5份，水2～4份；将上述原料按比例称量后充分混炼，然后对其进行压制成型，最后烘烤得到水结合的镁碳砖。本发明制备方法简单，制备方法易于操作，生产的水结合的镁碳砖减少了污染物的排放，降低了生产工人的健康伤害，其在生产过程中所使用的结合剂淀粉、六偏磷酸钠和水均为无机结合剂，不会挥发出有害物质，同时保持了酚醛树脂等有机结合的镁碳砖原有性能。

技术领域

本发明涉及一种水结合的镁碳砖及其制备方法，耐火材料制备技术领域。

背景技术

氧化镁的熔点是2800℃，具有很强的耐高温能力，但其抗热震性、抗渣渗透性差；以石墨为代表的碳素材料也具有很强的耐高温能力，并且其热膨胀系数低，抗热震性十分优异，在高温下与钢水、钢渣不易浸润，将二者按一定的比例复合，组成一种综合性能好的耐火材料-镁碳砖。镁碳砖由于其优异的抗侵蚀性及抗热震性,至今仍在各类炼钢炉上作为炉衬材料被广泛使用，例如转炉、炼钢电炉、钢包。

结合剂是镁碳砖的关键部分，现今的镁碳砖依旧主要采用酚醛树脂等有机结合剂。酚醛树脂等有机结合剂含有有毒有害的物质，无论是在结合剂还是镁碳砖的生产使用过程中都有不可避免的环境污染，挥发有害物质，对生产工人健康有一定的伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水结合的镁碳砖，该镁碳砖使用淀粉、六偏磷酸钠和水结合，可以避免酚醛树脂等有机结合剂产生的环境污染和健康伤害。

本发明的技术方案，一种水结合的镁碳砖，配方比例按重量份计为：电熔镁砂颗粒60～85份，电熔镁砂细粉10～35份，碳素1～20份，抗氧化剂1～5份，淀粉1～5份，六偏磷酸钠1～5份，水2～4份；将上述原料按比例称量后充分混炼，然后对其进行压制成型，最后烘烤得到水结合的镁碳砖。

进一步的，所述电熔镁砂颗粒为1～8mm，MgO含量大于97％。

进一步的，所述电熔镁砂细粉粒度小于0.1mm，MgO含量大于97％。

进一步的，所述碳素为为石墨，石墨的粒度为350～400目，石墨中碳含量大于93％。

进一步的，所述抗氧化剂为铝粉、铝镁合金粉、金属硅粉、碳化硅和碳化硼中的一种或多种。

所述淀粉为普通的食用级木薯淀粉。木薯淀粉具有很高的尖峰粘度，在水中分散糊化，形成淀粉胶，有较强的结合强度。

所述六偏磷酸钠为工业用六偏磷酸钠，总磷酸盐含量大于65％。六偏磷酸钠同样溶于水后水解成磷酸二氢钠，会与氧化镁在常温下反应生成复合磷酸盐，具有较好的胶结强度。

这两种结合无害、无毒，粘结力强，在生产使用过程中都不会有环境污染。

所述水结合的镁碳砖的制备方法，按重量份计包括如下步骤：

(1)混炼：按配比分别称量原料电熔镁砂颗粒60～85份，电熔镁砂细粉10～35份，碳素1～20份，抗氧化剂1～5份，淀粉1～5份，六偏磷酸钠1～5份，水2～4份；首先将电熔镁砂颗粒、淀粉和六偏磷酸钠置于旋移循环式混炼机中进行干混2～15min，然后加入水继续混合2～15min，然后加入碳素混合2～15min，最后加入电熔镁砂细粉和抗氧化剂混合8～15min形成泥料，混炼机转速为950～1000r/min；

(2)压制成型：对步骤(1)所得泥料进行压制成型，制成砖坯；成型压力为100～250MPa，真空度为-70～-75KPa，打击次数9～10次；

(3)烘烤：将砖坯置于隧道式干燥窑中进行烘烤，隧道式干燥窑的烘烤温度为180～300℃，烘烤时间为10～20h。