专利名称：不烧抗水化镁白云石碳砖及制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于炼钢炉衬的耐火材料，特别涉及一种不烧抗水化镁白云石碳砖及其制备工艺。
背景技术：
目前，应用于炼钢炉衬耐火材料的需求量越来越大，但现有技术应用的耐火材料抗熔渣及化学侵蚀性差，热稳定性及强度低，不能满足用户的需求。尤其是制品的抗水化性能差，这样不便于长途运输和储存，尤其是长途海运，而且使用寿命低，易于损坏。另外，烧成镁白云石砖需要高温烧成，工艺周期长，生产成本高，其组织结构是陶瓷结合，热稳定性也欠佳。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种不烧抗水化镁白云石碳砖，提高了抗熔渣、化学侵蚀性、热稳定性及强度，工艺周期短、生产成本低，而且提高了抗水化性能。
本发明的另一目的是提供一种不烧抗水化镁白云石碳砖的制备工艺。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种不烧抗水化镁白云石碳砖，由以下原料制成，以100重量份计算，各原料重量份配比为 5mm～2mm镁白云石砂 35～45份 混合物A25～35份 ≤0.088mm高纯电熔镁砂 20～30份 ≤100目石墨1～6份 无水树脂结合剂的加入量为以上总重量的3.5～4.5％； 其中，混合物A为＜2mm镁白云石砂和＜2mm高纯电熔镁砂的混合物，其按重量份为100份计，镁白云石砂和高纯电熔镁砂的重量份比是80～100∶20～0。
所述的镁白云石砂是通过如下步骤制备的 a)选取菱镁石和白云石，分别在900℃～1100℃进行轻烧，得到轻烧镁砂和轻烧白云石砂； b)将轻烧白云石砂加入其重量的20％～40％的水进行消化； c)将消化后的轻烧白云石砂和轻烧镁砂，按重量份100份配料，配比为轻烧白云石砂∶轻烧镁砂＝30～45∶55～70； d)配好料后进行细磨成粒度小于100目，再加入总重量的10％～20％的水，用湿碾机进行混炼； e)将混炼好的泥料压球，自然干燥24小时以上； d)干燥后的球坯在低灰份的焦炭和煤为燃料的高温竖窑中进行煅烧，煅烧温度为1700℃～2000℃，得到镁白云砂。
所述的高纯电熔镁砂是通过如下步骤制备的选取含Mg0≥47％的菱镁石破碎成粒度≤50mm块料，采用电熔炉在2800℃～3000℃下熔融成镁砂坨，冷却后，破碎。
不烧抗水化镁白云石碳砖的制备工艺步骤如下 a)将镁白云石砂破碎成粒度为5mm～2mm和＜2mm、高纯电熔镁砂破碎成粒度＜2mm的颗粒料备用，取部分＜2mm高纯电熔镁砂制成≤0.088mm细粉； b)按各原料的重量份配比进行配料； c)将混合料在料仓内加热至30℃～60℃； d)加入混合料总重量的3.5％～4.5％的无水树脂结合剂； e)将加入结合剂的料在高速混砂机中混料，泥料温度控制在50～70℃困料； f)在摩擦压砖机上成型砖坯； g)成型后的砖坯立即涂刷防水化涂层并及时送入干燥窑，在250～300℃下热处理； h)制品干燥后进行防水化处理。
所述的防水化处理是在80～90℃的脱水石蜡液中浸渍或在100～200℃、7.4Pa真空浸油处理，并进行真空热塑包装。
石墨采用含量为C≥95％的石墨。
本发明的有益效果是本发明采用菱镁石和白云石分别进行轻烧后，再混合及煅烧。先制备合成的镁白云砂的指标达到了MgO75％～80％、CaO17％～22％、B.D(颗粒体积.密度)≥3.20g/cm3，由于采用两步煅烧提高了镁白云石砂的烧结程度。利用高纯度的镁白云石砂和高纯度的电熔镁砂，配入少量石墨，用无水树脂作结合剂，经强混、高压成型工艺提高了砖坯密度，降低了砖的气孔率，提高了砖的性能。制得的砖技术指标如表1 表1 本发明采用了合理的镁白云石砂、高纯电熔镁砂和石墨的配比，保证了制品具有良好的抗水化能力和热震稳定性。控制制品中MgO和CaO含量，且用镁白云石砂细粉配入，使制品中的镁白云石砂粒、CaO晶粒被MgO粉基质包围，使其与空气和水汽不接触，提高了砖的抗水化性能。由于采用无水树脂做结合剂，组织结构是碳素结合，强度高，且引入石墨，热稳定性好，不易产生剥落，提高了产品的热传导率和憎液性能，从而提高了制品的抗熔渣侵蚀的能力及热稳定性。制品在工艺中采用多种防水化措施处理，同时采用真空热塑包装，大大提高了制品的防水化性能，方便了长途运输。砖坯只在250℃～300℃下进行热处理，不需要高温烧成工序，从而简化了工艺，节约了能源，工艺周期短、成品率达95％以上，降低了生产成本。延长了使用寿命。
具体实施例方式 实施例1 (一)制备镁白云石砂 取含MgO 47.1％的菱镁石和含CaO 29％的白云石，分别在900℃进行轻烧，制得轻烧镁砂和轻烧白云石砂；将轻烧白云石砂加入其重量20％的水进行消化；将消化后的轻烧白云石砂和轻烧镁砂，按重量份比，轻烧白云石砂∶轻烧镁砂＝30∶70进行配料；配好料后进行细磨成粒度小于100目，再加入总重量10％的水，用湿碾机进行混炼；将混炼好的泥料压球，自然干燥24小时；干燥后的球坯在低灰份的焦炭和煤为燃料的高温竖窑中，在1700℃煅烧，得到镁白云石砂。
(二)高纯电熔镁砂的制备 选取含MgO 47.1％的菱镁石破碎成≤50mm块料，采用电熔炉在2800℃高温下熔融成镁砂坨，冷却后，破碎。
(三)不烧抗水化镁白云石碳砖的制备 a)将镁白云石砂破碎成粒度为5mm～2mm和＜2mm、高纯电熔镁砂破碎成粒度＜2mm的颗粒料备用，取部分＜2mm高纯电熔镁砂制成≤0.088mm细粉； b)原料按如下重量份配比配料 5mm～2mm镁白云砂 35份 混合物A 35份 ≤0.088mm高纯电熔镁砂29份 ≤100目石墨 1份 其中，混合物A为＜2mm镁白云石砂和＜2mm高纯电熔镁砂的混合物，按重量份为100份计，镁白云石砂和高纯电熔镁砂的重量份比是80∶20。
c)上述原料在料仓内加热至30℃； d)加入上述原料总重量的3.5％的无水树脂结合剂，无水树脂结合剂采用无水酚醛树脂； e)将上述原料在高速混砂机中混料，泥料温度控制在50℃困料； f)在630吨的摩擦压砖机上成型砖坯； g)成型后的砖坯立即涂刷防水化涂层并及时送入干燥窑，在250℃～300℃下热处理； h)制品干燥后进行防水化处理。防水化处理采用在80～90℃的脱水石蜡液中浸渍10小时后，进行真空热塑包装。
产品性能见表2 实施例2 (一)制备镁白云石砂 取含MgO 47.2％的菱镁石和含CaO 29.2％的白云石，分别在1000℃进行轻烧，得到轻烧镁砂和轻烧白云石砂；将轻烧白云石砂加入其重量30％的水进行消化；将消化后的轻烧白云石砂和轻烧镁砂，按重量份比，轻烧白云石砂∶轻烧镁砂＝40∶60进行配料；配好料后进行细磨成粒度小于100目，再加入总重量15％的水，用湿碾机进行混炼；将混炼好的泥料压球，自然干燥24小时以上；干燥后的球坯在低灰份的焦炭和煤为燃料的高温竖窑中，在1900℃煅烧，得到镁白云石砂。
(二)高纯电熔镁砂的制备 选取含MgO47.2％的菱镁石破碎成≤50mm块料，采用功率为1600KV·A电熔炉在2800℃～3000℃高温下熔融成镁砂坨，冷却后，破碎。
(三)不烧抗水化镁白云石碳砖的制备 a)将镁白云石砂破碎成粒度为5mm～2mm和＜2mm、高纯电熔镁砂破碎成粒度＜2mm的颗粒料备用，取部分＜2mm高纯电熔镁砂制成≤0.088mm细粉； b)原料按如下重量份配比配料 5mm～2mm镁白云砂40份混合物A30份 ≤0.088mm高纯电熔镁砂 25份≤100目石墨5份 其中，混合物A为＜2mm镁白云石砂和＜2mm高纯电熔镁砂的混合物，按重量份为100份计，镁白云砂和高纯电熔镁砂的重量份比是90∶10。
c)将上述原料在料仓内加热至45℃； d)加入上述原料总重量4.0％的无水树脂结合剂，无水树脂结合剂采用无水酚醛树脂； e)配好后的原料在高速混砂机中混料，泥料温度控制在60℃困料； f)在1000吨的摩擦压砖机上成型砖坯； g)成型后的砖坯立即涂刷防水化涂层并及时送入干燥窑，在250℃～300℃下热处理； h)制品干燥后进行防水化处理。防水化处理采用在100～200℃、7.4Pa真空浸油处理，并进行真空热塑包装。
产品性能见表2 实施例3 (一)制备镁白云石砂 取含MgO 47.3％的菱镁石和含CaO 29.3％的白云石，分别在1100℃进行轻烧，得到轻烧镁砂和轻烧白云石砂；将轻烧白云石砂加入其重量40％的水进行消化；将消化后的轻烧白云石砂和轻烧镁砂，按重量份比，轻烧白云砂∶轻烧镁砂＝45∶55进行配料；配好料后进行细磨成粒度小于100目，再加入总重量20％的水，用湿碾机进行混炼；将混炼好的泥料压球，自然干燥24小时以上；干燥后的球坯在低灰份的焦炭和煤为燃料的高温竖窑中，在2000℃煅烧，得到镁白云石砂。
(二)高纯电熔镁砂的制备 选取含MgO 47.3％的菱镁石破碎成粒度≤50mm块料，采用功率为1600KV·A电熔炉在2800℃～3000℃高温下熔融成镁砂坨，冷却后，破碎。
(三)不烧抗水化镁白云石碳砖的制备 a)将镁白云石砂破碎成粒度为5mm～2mm和＜2mm、高纯电熔镁砂破碎成粒度＜2mm的颗粒料备用，取部分＜2mm高纯电熔镁砂制成≤0.088mm细粉； b)原料按如下重量份配比配料 5mm～2mm镁白云砂 45份＜2mm镁白云砂25份 ≤0.088mm高纯电熔镁砂24份≤100目石墨 6份 c)上述原料在料仓内加热至60℃； d)加入上述原料总重量4.5％的无水树脂结合剂，无水树脂结合剂采用无水酚醛树脂； e)配好后的原料在高速混砂机中混料，泥料温度控制在70℃困料； f)在1000吨的摩擦压砖机上成型砖坯； g)成型后的砖坯立即涂刷防水化涂层并及时送入干燥窑，在250℃～300℃下热处理； h)制品干燥后进行防水化处理。防水化处理是在80～90℃的脱水石蜡液中浸渍8小时，并进行真空热塑包装。
产品性能见表2 表2
权利要求
1、一种不烧抗水化镁白云石碳砖，其特征在于由以下原料制成，以100重量份计算，各原料重量份配比为
5mm～2mm镁白云石砂35～45份
混合物A 25～35份
≤0.088mm高纯电熔镁砂 20～30份
≤100目石墨 1～6份
无水树脂结合剂的加入量为以上总重量的3.5～4.5％；
其中，混合物A为＜2mm镁白云石砂和＜2mm高纯电熔镁砂的混合物，其按重量份为100份计，镁白云石砂和高纯电熔镁砂的重量份比是80～100∶20～0。
2、根据权利要求1所述的不烧抗水化镁白云石碳砖，其特征在于所述的镁白云石砂是通过如下步骤制备的
a)选取菱镁石和白云石，分别在900℃～1100℃进行轻烧，得到轻烧镁砂和轻烧白云石砂；
b)将轻烧白云石砂加入其重量的20％～40％的水进行消化；
c)将消化后的轻烧白云石砂和轻烧镁砂，按重量份100份配料，配比为轻烧白云石砂∶轻烧镁砂＝30～45∶55～70；
d)配好料后进行细磨成粒度小于100目，再加入总重量的10％～20％的水，用湿碾机进行混炼；
e)将混炼好的泥料压球，自然干燥24小时以上；
d)干燥后的球坯在低灰份的焦炭和煤为燃料的高温竖窑中进行煅烧，煅烧温度为1700℃～2000℃，得到镁白云砂。
3、根据权利要求1所述的不烧抗水化镁白云石碳砖，其特征在于所述的高纯电熔镁砂是通过如下步骤制备的选取含MgO≥47％的菱镁石破碎成粒度≤50mm块料，采用电熔炉在2800℃～3000℃下熔融成镁砂坨，冷却后，破碎。
4、一种权利要求1所述的不烧抗水化镁白云石碳砖的制备工艺，其特征在于工艺步骤如下
a)将镁白云石砂破碎成粒度为5mm～2mm和＜2mm、高纯电熔镁砂破碎成粒度＜2mm的颗粒料备用，取部分＜2mm高纯电熔镁砂制成≤0.088mm细粉；
b)按各原料的重量份配比进行配料；
c)将混合料在料仓内加热至30℃～60℃；
d)加入混合料总重量的3.5％～4.5％的无水树脂结合剂；
e)将加入结合剂的料在高速混砂机中混料，泥料温度控制在50～70℃困料；
f)在摩擦压砖机上成型砖坯；
g)成型后的砖坯立即涂刷防水化涂层并送入干燥窑，在250～300℃下热处理；
h)制品干燥后进行防水化处理。
5、根据权利要求4所述的不烧抗水化镁白云石碳砖的制备工艺，其特征在于所述的防水化处理是在80～90℃的脱水石蜡液中浸渍或在100～200℃、7.4Pa真空浸油处理，并进行真空热塑包装。
全文摘要
本发明涉及一种不烧抗水化镁白云石碳砖及其制备工艺。采用的技术方案是由以下原料按100重量份计，重量份配比是镁白云石砂35～45份、混合物A 25～35份、高纯电熔镁砂20～30份、石墨1～6份，无水树脂结合剂为以上总重量的3.5～4.5％，其工艺如下将镁白云石砂和高纯电熔镁砂破碎成颗粒，按原料配比配料；原料在料仓内加热至30℃～60℃；加入无水树脂结合剂；在高速混砂机中混料，泥料在50～70℃困料；在摩擦压砖机上成型；成型后的砖坯立即涂刷防水化涂层及时送入干燥窑，在250～300℃热处理；干燥后进行防水化处理。本发明抗熔渣及化学腐蚀性好，热稳定性强，防水化性能高，便于长途运输。
文档编号C04B35/66GK101306951SQ20081001220
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月7日 优先权日2008年7月7日
发明者王守彬 申请人:营口青花耐火材料股份有限公司