[发明专利]一种白云石碳砖的制备方法有效

专利信息
申请号: 201410480471.7 申请日: 2014-09-19
公开(公告)号: CN104261845A 公开(公告)日: 2015-01-07
发明(设计)人: 曹大力 申请(专利权)人: 沈阳化工大学
主分类号: C04B35/66 分类号: C04B35/66
代理公司: 沈阳技联专利代理有限公司 21205 代理人: 张志刚
地址: 110142 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 白云石 制备 方法
【说明书】:

技术领域

    本发明涉及一种碳砖的制备方法,特别是涉及一种白云石碳砖的制备方法。

背景技术

镁钙系耐火材料具有良好的耐高温、抗渣性、耐热震性、高温真空下稳定性及净化钢液的功能,是冶炼洁净钢生产中的首选耐火材料。镁钙系耐火材料还具有低值、环保等优点,是水泥回转窑中镁铬砖的最佳替代材料。此外,严重损毁后的镁钙系耐火制品还可以作为土壤的改质剂,是一种绿色环保型耐火材料。随着钢铁及水泥工业的快速发展及耐火制品性能的进一步提高,镁钙系耐火材料的应用将会越来越广泛。

    我国白云石、菱镁矿储量丰富,纯度高、分布广,白云石矿40 亿吨以上,菱镁矿资源储量达35亿吨,我国的镁资源占世界总量的22.5%,居世界首位。但伴随着菱镁矿和矾土资源的过渡开发,这些国家战略资源面临着枯竭的危险,尤其是特级菱镁矿和矾土矿储量已经很少。菱镁矿的主产区主要集中在辽宁省,矾土矿主要集中在山西省和河南省。全国各地都需要从辽宁省引进高纯镁砂或电熔镁砂等镁质原料,从山西省和河南省引进矾土资源,采购成本及运输成本极高。而白云石的储量更加丰富,我国几乎每省都有优质的白云石资源。如果通过开发研究解决高纯镁钙砂抗水化、抗剥落性差等共性技术问题,其将可以替代高纯镁砂或电熔镁砂及氧化铝,广泛应用于冶金和建材行业,成为原料采矿成本低、运输成本低、资源分布范围广、性价比高的碱性耐火材料,能有效地保护国家有限的镁资源。

石墨广泛应用于电子、军事、航天、国防、核工业等领域。曾有专家预言:20世纪是硅的世纪,21世纪将是石墨的世纪。我国石墨矿储量占世界总储量的75%,生产量占世界总产量的72%,石墨是我国少有的几种具有国际竞争优势的矿产之一。但我国石墨资源面临滥采乱掘、采富弃贫、粗放经营等诸多乱象,如果不加以保护,我国石墨资源或将在20年内耗尽,保护石墨资源已经成为我国的当务之急。

镁钙碳砖是以白云石和石墨为主要材料,不经烧成而能直接使用的耐火材料, 具有节能、热震稳定性良好,生产工艺简便,同时具有良好的抗渣性,若采用高性能的镁钙碳质耐火材料在钢包的熔池中替代镁碳砖及铝镁炭砖,将有效的保护我国的优质菱镁矿、矾土矿和石墨资源。

目前,CaO含量为20-30%的镁钙碳砖生产技术比较成熟,在生产中得到广泛的应用,但CaO>40%或更高的镁钙碳砖生产技术有待提高,特别在生产过程中j就出现裂纹,水化等问题,导致CaO>40%或更高的镁钙碳砖生产技术不过关。

发明内容

本发明的目的在于提供一种白云石碳砖的制备方法,该方法选用电熔镁砂和镁钙砂,以鳞片石墨为碳源,以无水热塑性酚醛树脂为结合剂,以乌洛托品为固化剂,加入硅粉为抗氧剂,生产出CaO≥40%的高性能白云石碳砖。在钢的熔池中替代镁碳砖及铝镁炭砖,使之保护了我国的优质菱镁矿、矾土矿和石墨资源。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种白云石碳砖的制备方法,所述方法包括:选用粒度5-8mm的电熔镁砂,5-3mm,3-1mm,1-0mm和<0.088mm的粒度选用CaO≥50%的白云石砂,以鳞片石墨为碳源,以无水热塑性酚醛树脂为结合剂,以乌洛托品为固化剂,加入硅粉为抗氧剂;成型时砖坯的密度控制在2.92-3.05g/cm3,成型后经热处理,生产出CaO≥40%高性能白云石碳砖;

其制备步骤如下:

1)打开混砂机,先投入粒度为8-5 mm、5-3mm、3-1mm和0-1mm的镁砂、白云石砂和乌洛托品混1分钟,加入酚醛树脂,混2分钟,再加入石墨,混3分钟,最后加入粒度<0.088mm的白云石细粉、硅粉,混3分钟,出料;

2)将混好的物料于模具中成坯,然后置于真空或氮气保护或CO2气体保护炉中加热,于150-600℃下,加热0.5-8h,后在70℃石蜡中浸泡半小时,得白云石砖成品;

各原料按重量份配比如下:

8-5 mm的镁砂5-8份;                                                                                    

5-3mm的白云石砂12-15份;

3-1mm的白云石砂33-36份;

0-1mm的白云石砂20-25份;

<0.088mm的白云石细粉16-20份;

石墨5-10份;

硅粉0.5-2.5份;

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