[发明专利]一种可膨胀镁碳火泥及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于粘结出钢口座砖和更换砖单砖砖型的可膨胀镁碳火泥，其特征在于，以质量份计，原料组成包括：

电熔镁砂颗粒 10~25份，

电熔镁砂细粉 40~60份，

轻烧氧化镁微粉 5~10份，

可膨胀石墨 3~9份，

纳米炭黑 2~4份，

高温沥青粉 2~4份，

金属Al粉 6~8份，

单质Si粉 4~5份，

液态含碳结合剂 10~20份，

稀释剂 5~10份；

所述可膨胀镁碳火泥的原料组成中，电熔镁砂颗粒、电熔镁砂细粉、轻烧氧化镁微粉、可膨胀石墨、纳米炭黑、高温沥青粉、金属Al粉、单质Si粉、液态含碳结合剂的质量份数之和为100份；

所述可膨胀石墨是鳞片石墨通过强酸氧化插层处理得到，在300~1000℃温度下体积自由膨胀可达到20~200倍；所述强酸为硫酸、硝酸中的至少一种；所述可膨胀石墨的粒度为≤0.088 mm；

所述金属Al粉的粒度为≤0.045 mm；

所述单质Si粉的粒度为D50≤1 μm；

所述可膨胀镁碳火泥经150℃×5h处理后的粘结强度为12~20 MPa，还原气氛下1000℃×3 h下的粘结强度为3~8 MPa，残余线变化率为+0.2~+0.7%；还原气氛下1600℃×3 h下的粘结强度为5~10 MPa，残余线变化率为+0.4~+1.0%，还原气氛下1400℃×0.5 h下的高温抗折强度为5~12 MPa。

2.根据权利要求1所述的可膨胀镁碳火泥，其特征在于，所述电熔镁砂颗粒化学成分及质量百分含量为：MgO≥97.5wt%，CaO≤1.5wt%，SiO₂≤0.7wt%；所述电熔镁砂颗粒的粒度为1~0.088 mm；

所述电熔镁砂细粉化学成分及质量百分含量为：MgO≥97.5wt%，CaO≤1.5wt%，SiO₂≤0.7wt%；所述电熔镁砂细粉的粒度为0.088~0 mm；

所述轻烧氧化镁微粉化学成分及质量百分含量为：MgO≥90.00wt%，SiO₂≤3.00%，Fe₂O₃≤0.60%，CaO≤2.00%，1000℃灼烧减量≤5.00%；所述轻烧氧化镁微粉的粒度为D50≤2 μm。

3.根据权利要求1所述的可膨胀镁碳火泥，其特征在于，所述可膨胀石墨中C≥94.0wt%。

4.根据权利要求1所述的可膨胀镁碳火泥，其特征在于，所述纳米炭黑中C≥98.0wt%，粒度为D50≤200 nm。

5.根据权利要求1所述的可膨胀镁碳火泥，其特征在于，所述高温沥青粉的指标如下：软化点为120~250℃，550℃下结焦值为60%~85%，800℃埋炭气氛下残碳率为65wt%~85wt%，粒度为≤0.045 mm。

6.根据权利要求1所述的可膨胀镁碳火泥，其特征在于，所述金属Al粉中Al≥98.0wt%；

所述单质Si粉中Si≥98.0wt%。

7.根据权利要求1所述的可膨胀镁碳火泥，其特征在于，所述液态含碳结合剂为热固性酚醛树脂、环氧树脂、液态沥青中的至少一种；

所述稀释剂为甲醇、乙醇、乙二醇中的至少一种。

8.根据权利要求1~7任一权利要求所述的可膨胀镁碳火泥的制备方法，其特征在于，包括：首先将除稀释剂外的各种原料加热到40~60℃并保温，然后将液态含碳结合剂和稀释剂搅拌均匀后，再加入其他原料搅拌均匀后制备得到所述可膨胀镁碳火泥。