[发明专利]一种环保抗氧化不烧MgO-C砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保抗氧化不烧MgO‑C砖及其制备方法。其技术方案是：将烧结镁砂颗粒于混炼机中混炼和整形，筛分，得到整形镁砂颗粒；将甘油、硼酐和三乙醇胺混合，水浴条件下超声分散，得到结合剂；将烧结镁砂细粉、γ‑氧化铝细粉和硼酸混合，得到预混料；将预混料于马弗炉中在氮气气氛和1600～1800℃条件下热处理，冷却，破碎，研磨，得到细粉料；将整形镁砂颗粒、细粉料、鳞片石墨和结合剂混合，得到混合料；将混合料机压成型，再置入马弗炉中，于220～240℃条件下热处理30～40分钟，制得环保抗氧化不烧MgO‑C砖。本发明具有工艺简单、生产成本低、绿色环保和成品率高的特点；所制备的环保抗氧化不烧MgO‑C砖环境友好和抗氧化性强。

技术领域

本发明属于MgO-C砖技术领域。具体涉及一种环保抗氧化不烧MgO-C砖及其制备方法。

背景技术

MgO-C砖自开发以来，因结合了MgO和C的优点而形成互补，显著提升了材料的抗热震性和抗熔体侵蚀性能，广泛应用于转炉、钢包、VOD炉等钢铁冶炼设备。

目前，MgO-C砖主要以镁砂(如烧结或电熔镁砂等)和碳源(如石墨、炭黑等)为原料，采用树脂、沥青或焦油等为结合剂，经混合后压制成型。但随着钢铁冶金技术的发展，尤其炉外二次精炼水平的提升，现有的MgO-C砖开发与服役已难以适应冶金技术的整体发展要求：

(1)现有的MgO-C砖由于环保性能较低而难以满足要求，这是由于制备MgO-C砖过程中所使用的结合剂(如酚醛树脂、沥青和焦油等)污染大、成本高。以酚醛树脂为例，一方面酚醛树脂的制备过程中(通过苯酚和甲醛的催化缩聚反应而制得)污染较大，另一方面在制备MgO-C砖过程中使用酚醛树脂易衍生二次污染(如酚醛树脂的使用、存放及残余；热处理过程中释放有毒刺激性气体等)。但目前MgO-C砖仍普遍采用酚醛树脂为结合剂，如“一种环保型镁碳砖及其生产方法，ZL201510292633.9”，但该技术仅通过减少酚醛树脂的用量来减缓环境影响。

(2)MgO-C砖中的碳源在服役过程不可避免的发生氧化，而一旦碳源发生氧化，一方面产生孔隙，加剧了材料的溶蚀；另一方面显著降低了材料的抗剥落性，而现有的技术则主要采用添加抗氧化剂(如金属粉末、碳化物等)，如“一种高利用率抗氧化再生镁碳砖及其生产方法，ZL201610709855.0”，使抗氧化剂优先C氧化而形成保护，但抗氧化剂的分散性、体积效应等又成为了新的技术屏障。

(3)MgO-C砖的成型及成品率亦影响其经济性。MgO-C砖中由于含C结合剂(如树脂)的可塑性高，导致了MgO-C砖在成型过程中易产生“弹性后效”形成裂纹，虽然通过成型压力的调节可以降低废品率，但镁砂与结合剂的结合性能始终悬而未决，在保障MgO-C砖结合性能的同时提高成品率尤为关键。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种工艺简单、生产成本低和成品率高的环保抗氧化不烧MgO-C砖的制备方法，用该方法制备的环保抗氧化不烧MgO-C砖环境友好和抗氧化性强。

为实现上述目的，本发明所采用的制备方法的具体步骤是：

第一步、将烧结镁砂颗粒加入行星式强制混炼机中混炼和整形3～6分钟，筛分，得到粒度为0.1～5mm的整形镁砂颗粒。

第二步、按甘油︰硼酐︰三乙醇胺的质量比为100︰(5～8)︰(2～5)，将所述甘油、所述硼酐和所述三乙醇胺混合，置入容器中，于60～70℃水浴条件下超声分散8～10分钟，得到结合剂。

第三步、按烧结镁砂细粉︰γ-氧化铝细粉︰硼酸的质量比为100︰(3～5)︰(10～15)，将所述烧结镁砂细粉、所述γ-氧化铝细粉和所述硼酸混合均匀，得到预混料。

第四步、将所述预混料置于马弗炉中，于氮气气氛和1600～1800℃条件下热处理50～60分钟，随炉冷却，破碎，研磨至粒度为40～80μm，得到细粉料。