[发明专利]一种镁碳砖及其制备方法

说明书

本发明提供了一种镁碳砖，包括以下组分：镁铝尖晶石40重量份～87重量份；磷片石墨10重量份～18重量份；抗氧化剂2重量份～3重量份；结合剂2重量份～3重量份；镁砂0重量份～40重量份；所述镁铝尖晶石中MgO的含量≥85wt％，且MgO+Al₂O₃的含量≥95wt％。与现有技术相比，本发明提供的镁碳砖以镁铝尖晶石为主要原料，通过控制各组分及其含量，实现协同作用，使得到的镁碳砖具有较好的耐高温性能和热震稳定性。实验结果表明，本发明提供的镁碳砖在1400℃、30min条件下的高温抗折强度高达12.6MPa，且常温耐压强度为31.5MPa～41.2MPa，同时，显气孔率为1.8％～2.7％。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种镁碳砖及其制备方法。

背景技术

镁碳砖是以高纯氧化镁(熔点2800℃)和难以被炉渣浸润 的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂，用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料，主要用于转炉、交流电弧炉、直流电弧炉的内衬，钢包的渣线等部位。

目前，现有技术中镁碳砖的制备方法以镁砂(MgO含量大于97wt％)为主要原料，镁砂质量的优劣对镁碳砖的性能有着极为重要的影响。研究表明，镁砂纯度对镁碳砖的耐高温性能和抗渣能力有着重大的影响：镁砂中的氧化镁含量越高，硅酸盐相分割程度越低，方镁石直接结合程度越高，从而使抗渣渗透能力及渣的熔损能力越高；而如果杂质含量高，特别是氧化硼的化合物，会对镁砂的耐火度和高温性能产生不利影响。因此，为保证镁碳砖具有良好的耐高温性能和热震稳定性，如何合理地选择高纯度的镁砂成为制备镁碳砖的关键。

但是，镁砂为不可再生资源，资源面临枯竭，同时过度开采还会破坏环境。因此，提供一种可再生、高性能的镁碳砖技术成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镁碳砖及其制备方法，本发明提供的镁碳砖以镁铝尖晶石为主要原料，且具有较好的耐高温性能和热震稳定性。

本发明提供了一种镁碳砖，包括以下组分：

镁铝尖晶石40重量份～87重量份；

磷片石墨10重量份～18重量份；

抗氧化剂2重量份～3重量份；

结合剂2重量份～3重量份；

镁砂0重量份～40重量份；

所述镁铝尖晶石中MgO的含量≥85wt％，且MgO+Al₂O₃的含量≥95wt％。

优选的，所述镁铝尖晶石的粒径小于等于7mm。

优选的，所述磷片石墨的粒径小于等于100目，碳含量大于等于95wt％。

优选的，所述抗氧化剂包括铝、硅、锌、碳化硼和镁铝合金中的一种或多种。

优选的，所述结合剂包括热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂中的一种或两种。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的镁碳砖的制备方法，包括以下步骤：

a)将上述技术方案所述的镁碳砖包括的组分混合，进行压制成型，得到砖坯；

b)将所述砖坯依次进行静置和干燥，得到镁碳砖。

优选的，步骤a)中所述混合的过程具体为：

将镁铝尖晶石与结合剂进行第一次混碾，再加入磷片石墨和抗氧剂进行第二次混碾，得到混合物。

优选的，步骤a)中所述第一次混碾的压力为5KN～12KN，时间为 1min～5min；所述第二次混碾的压力为5KN～12KN，时间为20min～40min。