專利名稱：：免燒鎂鈣碳質(zhì)耐火磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種耐火磚及其制備方法。鎂碳質(zhì)耐火材料在鋼鐵冶煉中得到較廣泛的應(yīng)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(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)耐火材料制品的質(zhì)量和高溫性能的要求越來(lái)越高，隨之，鎂鈣碳質(zhì)耐火材料應(yīng)運(yùn)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(bǔ)爐，高溫性能好，但是，鈣成分的出現(xiàn)勢(shì)必要帶入一定量的游離CaO，并且，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，從而造成制品開(kāi)裂、粉化，甚至潰散，這就對(duì)鈣成分的存在狀態(tài)及各組成的水分含量控制，尤其是結(jié)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(zhì)耐火磚的質(zhì)量欠佳，應(yīng)用性能及使用壽命等仍不太理想。本發(fā)明的目的在于提供一種新型的免燒鎂鈣碳質(zhì)耐火磚及其制備方法，該耐火磚質(zhì)量好且穩(wěn)定，應(yīng)用性能好，使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明的目的可以由以下方案來(lái)實(shí)現(xiàn)所述的免燒鎂鈣碳質(zhì)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％余量為其它雜質(zhì)外含無(wú)水樹(shù)脂結(jié)合劑4～6％其中鎂鈣組成中，CaO的含量為4.15～23.25％無(wú)水樹(shù)脂結(jié)合劑由增塑劑、異氰酸酯、精制瀝青組成，其重量百分組成為增塑劑10～20％異氰酸酯38～45％精制瀝青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。精制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?jǐn)嚢?，?0～100℃下反應(yīng)應(yīng)80～140℃分鐘，再加入精制瀝青，將溫度控制在100～120℃，反應(yīng)1～3小時(shí)，便制得本結(jié)合劑。為了進(jìn)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(jié)合劑的水份含量達(dá)到0.05％以下，使耐火磚的水份含量控制有了保障。本發(fā)明耐火磚的制備方法如下首先進(jìn)行原料處理，再配料、成型，最后烘干制成，其關(guān)鍵是在原料處理中，將鎂、鈣組分經(jīng)電熔制成了電熔鎂鈣制磚原料。該工藝處理改變了CaO的存在狀態(tài)，減少了游離CaO的含量，為增加鈣含量提供了依據(jù)，又克服了游離CaO水化的問(wèn)題。如果鎂、鈣組分由天然菱鎂礦提供，情況會(huì)進(jìn)一步得以改善，從而得到雜質(zhì)少，純度高，密度高，氣孔率低的高鈣電熔鎂。為了便于成型，改善制品成型密度，增大耐壓強(qiáng)度，原料配料時(shí)電熔鎂、鈣制磚原料及石墨的重量顆粒級(jí)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(guò)100目篩的石墨粉5～15％原料配料后混合均勻，高壓壓制成型，制得半成品。將半成品在烘干窯中烘干得耐火磚成品。烘干時(shí)要隔離烘干，或說(shuō)單獨(dú)烘干，不要跟其它產(chǎn)品混合烘干，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明免燒鎂鈣碳耐火磚與鎂碳磚性能及使用效果對(duì)比情況見(jiàn)表1、表2。表1、理化指標(biāo)性能對(duì)比表</tables>表2、在LF-VD爐渣線使用結(jié)果對(duì)比表</tables>注10套磚的平均值。由上看出，本發(fā)明鎂鈣碳質(zhì)耐火磚選擇了合理的原料，進(jìn)行了科學(xué)的處理，不僅提高了鈣的含量，而且改善了CaO的存在狀態(tài)，還減少了各組分的含水量，尤其是研制采用了新型的無(wú)水樹(shù)脂結(jié)合劑，能夠?qū)⒔Y(jié)合劑的含水量控制得較低，從而大大改善了產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明耐火磚質(zhì)量好且穩(wěn)定，體積密度大，耐壓強(qiáng)度高，不易水化，抗侵蝕能力強(qiáng)，應(yīng)用性能好，使用壽命長(zhǎng)。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)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(jí)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(guò)100目篩的鱗片石墨粉12％外加結(jié)合劑5％其中結(jié)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份各原料混合均勻后，150～200MPa下壓制成型，在烘干窯中烘干，最高溫度250℃左右保溫8小時(shí)，烘干周期24～36小時(shí)，烘干后即得本發(fā)明耐火磚。實(shí)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(jí)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(guò)100目篩的鱗片石墨粉8％外加結(jié)合劑5.8％其它同實(shí)施例1。實(shí)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(jí)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(guò)100目篩的鱗片石墨粉12％外加結(jié)合劑5％其它同實(shí)施例1。實(shí)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(jí)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(guò)100目篩的鱗片石墨粉8％外加結(jié)合劑5％其它同實(shí)施例1。實(shí)施例5、各組分重量組成采用甘肅肅北縣耐火材料石特制的鎂鈣砂制成的電熔鎂鈣制磚原料中，CaO6.56％MgO91.35％SiO2+Al2O3+Fe2O32.09％顆粒級(jí)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(guò)100目篩的鱗片石墨粉8％外加結(jié)合劑5.5％其中結(jié)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(shí)施例1。實(shí)施例6、各組分重量組成采用甘肅肅北縣耐火材料制品的鎂鈣砂制成的電熔鎂鈣制磚原料中，CaO7.98％MgO90.54％SiO2+Al2O3+Fe2O31.48％顆粒級(jí)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(guò)100目篩的鱗片石墨粉11％外加結(jié)合劑4.4％其它同實(shí)施例5。實(shí)施例7、各組分重量組成采用甘肅肅北縣耐火材料制品的鎂鈣砂制成的電熔鎂鈣制磚原料中，CaO10.55％MgO88.36％SiO2+Al2O3+Fe2O31.09％顆粒級(jí)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(guò)100目篩的鱗片石墨粉10％外加結(jié)合劑5.8％其它同實(shí)施例5。權(quán)利要求1.一種免燒鎂鈣碳質(zhì)耐火磚，含有鎂、鈣、碳成分，其特征在一其重量百分組成為CaO+MgO83～93％石墨5～15％余量為其它雜質(zhì)外含無(wú)水樹(shù)脂結(jié)合劑4～6％2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火磚，其特征在于CaO的含量為4.15～23.25％3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐火磚，其特征在于無(wú)水樹(shù)脂結(jié)合劑由增塑劑、異氰酸酯、精制瀝青組成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐火磚，其特征在于結(jié)合劑的重量百分組成為增塑劑10～20％異氰酸酯38～45％精制瀝青36～46％5.一種權(quán)利要求1所述的耐火磚的制備方法，首先進(jìn)行原料處理，再配料、成型，最后烘干而制得，其特征在于原料處理中，將鈣鎂組分經(jīng)電熔制成制磚原料。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于鈣、鎂組分由天然菱鎂礦獲取。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于電熔鎂鈣制磚原料及石墨的重量顆粒級(jí)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(guò)100目篩的石墨粉5～15％8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于烘干時(shí)要隔離烘干。全文摘要本發(fā)明涉及一種耐火磚及其制備方法,該耐火磚由電熔鎂鈣制磚原料、石墨和無(wú)水樹(shù)脂結(jié)合劑制成,經(jīng)合理的選料和科學(xué)的處理工藝,制備的該耐火磚體積密度大,耐壓強(qiáng)度高,不易水化、潰散,抗侵蝕能力強(qiáng),質(zhì)量好且穩(wěn)定,應(yīng)用性能好,使用壽命長(zhǎng),特別適用于煉鋼爐和精煉爐中,尤其爐子的渣線部位。文檔編號(hào)C04B35/04GK1197049SQ9710580公開(kāi)日1998年10月28日申請(qǐng)日期1997年4月22日優(yōu)先權(quán)日1997年4月22日發(fā)明者畢研虎,畢思明,孟慶云,高慶軍,張士遠(yuǎn)申請(qǐng)人:淄博鑫耐達(dá)耐火材料股份有限公司