[发明专利]一种绿色低蠕变MgO-C砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种绿色低蠕变MgO‑C砖及其制备方法。其技术方案是：按电熔镁砂细粉∶二硼化钛细粉∶三乙醇胺的质量比为100∶(2～4)∶(4～6)配料，在立式加热搅拌机中，于130～135℃混匀，制得混合细粉料；按电熔镁砂颗粒∶所述混合细粉料∶鳞片石墨∶硼酐的质量比为100∶(40～45)∶(3～6)∶(2～3)配料，在立式加热搅拌机中于140～150℃混合，制得预混料；向预混料中加入占预混料4～5wt％的甘油和2～3wt％的液体石蜡，在立式加热搅拌机中于160～165℃混合，制得混合料；将混合料在55～65MPa条件下机压成型，于220～250℃热处理60～90分钟，制得绿色低蠕变MgO‑C砖。本发明工艺简单和环境友好；所制制品环保效应好、高温蠕变低、抗水化性强和抗渣侵蚀性强。

技术领域

本发明属于MgO-C砖技术领域。具体涉及一种绿色低蠕变MgO-C砖及其制备方法。

背景技术

MgO-C砖是由高熔点的MgO和炭素材料为原料，并添加非氧化物添加剂，以炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料，可广泛应用于转炉和电炉内衬及钢包渣线等部位。

随着MgO-C砖的开发与不断发展，其高温服役性能越来越受到关注，且功能化与长寿化等要求越来越高：

(1)目前MgO-C砖中C含量约10～20％，但在服役过程中MgO-C砖中的C被钢液溶蚀引发钢水增碳(朱伯铨，等.“低碳镁碳砖的研究现状与发展”，《武汉科技大学学报》，2008，31(3)：pp233～237)。基于此，科研工作者开发了低碳MgO-C砖(C含量约4～6％)，但C含量的降低势必削弱了MgO-C砖的高温蠕变及抗熔体侵蚀等性能。现有的技术手段则主要通过引入或原位形成纳米碳源(如碳纳米管)，提高碳源的分散性，进而减缓MgO-C砖高温性能的削弱，但其工艺复杂，显著提高了制备成本。

(2)现有技术表明，制备MgO-C砖所使用的主要原料(镁砂和炭素材料)均对环境无显著负面影响，但其所使用的结合剂(主要为酚醛树脂、高温沥青或焦油等)不仅关系到MgO-C砖的结合性能，而且对环境影响显著。一方面结合剂的使用过程中污染较大，且易引发二次污染，另一方面在热处理及高温服役过程会释放有毒或刺激性气体，影响施工砌筑等作业环境(全荣.“镁碳砖施工用非水系特殊粘结剂”，《耐火与石灰》，2015，40(2)：pp58)。

(3)MgO-C砖中的主要原料——镁砂属于碱性耐火氧化物原料，易与空气中的水分发生水化反应。目前提高MgO-C砖抗水化性能的主要技术手段是通过结合剂的包覆，隔绝外界空气，但结合剂自身(如树脂)仍含有少量水分，势必导致MgO-C砖的水化。

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、环境友好的绿色低蠕变MgO-C砖的制备方法；用该方法所制备的绿色低蠕变MgO-C砖环保效应好、高温蠕变低、抗水化性强和抗渣侵蚀性强。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

第一步、按电熔镁砂细粉∶二硼化钛细粉∶三乙醇胺的质量比为100∶(2～4)∶(4～6)，将所述电熔镁砂细粉、所述二硼化钛细粉和所述三乙醇胺加入立式加热搅拌机中，在130～135℃条件下混合均匀，制得混合细粉料。

第二步、按电熔镁砂颗粒∶所述混合细粉料∶鳞片石墨∶硼酐的质量比为100∶(40～45)∶(3～6)∶(2～3)，将所述电熔镁砂颗粒、所述混合细粉料、所述鳞片石墨和所述硼酐加入立式加热搅拌机中，在140～150℃条件下混合6～8分钟，制得预混料。

第三步、向所述预混料中依次加入占所述预混料4～5wt％的甘油和2～3wt％的液体石蜡，在立式加热搅拌机中于160～165℃条件下混合5～8分钟，制得混合料。

第四步、将所述混合料加入模具中，在55～65MPa条件下机压成型，再置入马弗炉中，于220～250℃条件下热处理60～90分钟，制得绿色低蠕变MgO-C砖。