镁碳砖生产相关知识

镁碳砖生产相关知识

山东莱芜葛敬水

一、镁碳砖的主要组成：

镁碳砖是以镁砂和石墨为主要原料外加适量结合剂经高压成型，低温热处理而成的耐火制品。镁碳砖始于日本，于20世纪70年代初发展起来的一种新型耐火制品。主要用于炼钢用转炉、电炉工作衬、炉外精炼钢包的工作衬。

二、我厂生产镁碳砖所用主要原料介绍：

1、电熔镁砂：是天然菱镁矿石、轻烧氧化镁或烧结镁砂经电弧炉熔融而成的碱性耐火材料。电熔镁砂的主晶相为方镁石，熔点为2800℃，在真空中1600℃就开始升华，在还原气氛中2000℃以上开始升华，密度大于3.40g/cm3,气孔率0%-10%，莫氏硬度5.5，抗碱性炉渣侵蚀性很强，化学性质稳定，在1500℃的高温下与除硅砖以外的各种耐火材料之间不起反应或弱反应。外观应为经过完全的熔融结晶比较明显，不允许混入其它镁砂或杂物。

2、石墨：是一种以碳为主要成分的天然矿物，它具有耐高温、导热、导电、润滑、可塑和抗腐蚀等性能。它是含碳耐材的主要原料。耐火材料用石墨多为鳞片状石墨，它按固定碳含量分为高纯、高碳、中碳、和低碳石墨。颜色为铁黑色、钢灰色。密度为 2.09-2.23g/cm3熔点为3700℃±100℃(真空中),热导率大，膨胀系数小，弹性模量小，润滑性好，导电性良好，化学性质稳定，常温下与酸、碱、有机溶剂不起反应，与钢液难润湿，具有良好的抗侵蚀性能。

3、酚醛树脂：是耐火材料用的一种非水性有机结合剂。它是用苯酚（或甲酚、二甲酚、或间苯二酚）与甲醛（或糖醛）混合物在催化剂作用下缩聚制得的。主要优点是（1）碳化率高（52%）；（2）粘结性好，成型的坯体强度高；（3）烧后的结合强度高；（4）常温下硬化速度可以控制；（5）有害物质含量少，可改善作业环境。

按加热性状或结构形态分类，有热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂，按产品形态分类，有液态酚醛树脂和固态酚醛树脂（粒状和粉末状），按固化温度分类，有高温固化型130℃-150℃；有中温固化型105℃-110℃；有常温固化型20℃-30℃。

热固性酚醛树脂结合剂，一般要求醛树脂中水分应小于1.8%，其粘度随温度而变化，温度升高粘度下降，为保证合适的粘度，使用温度要求控制在40-45℃之间。同时存在着粘度随存放时间而变化的现象，存放时间延长，粘度变化大，存放期过长会凝固而无法使用，一般夏季高温时存放时间为30天（库内），冬季要长些。热塑酚醛树脂相对存放时间会长些、用此结合的镁碳砖料困料时间可以达到30天不影响成型粘度，但要加入固化剂（乌洛托品），以保证干燥强度。

三、镁碳砖的生产工艺技术规程

镁碳砖一般为不烧制品，生产工艺主要包括原料加工准备、配料、混练、成型、热处理。（镁碳砖工艺流程图见后面）

A、配料工序：是重要工序1、应严格按配方粒度、配比要求计量，这是最根本的要求。作为配料人员首先能识别原料，正确熟练的使用计量工具；工作中应注意观察原料有无颜色、粒度、气味、浓度、手感等方面的变化，如有异常应立即反映。所用的所有颗粒料、粉料不能有潮湿、结块现象，注意防雨淋、防潮。1-0以下的细粉料要双塑防潮包装。

B、混料工序：也是重要工序，因混出的泥料的成型性能直接影响砖坯质量。

加料顺序一般要求：镁砂粗颗粒、中颗粒（3-6，1-3，1-0）---酚醛树脂---石墨---镁砂细粉、添加剂。

加入颗粒料后加入结合剂低速混练一段时间，使液体树脂在颗粒上附着均匀后，开始加入石

墨，通过混练使之粘在镁砂颗粒的液膜外，经过混练挤压而将粘在镁砂颗粒外壳上的石墨压到颗粒上，并将一部分多余的树脂排挤出去。这时才能进行高速混练，否则就会使石墨浮在料上面无法制取良好的泥料。由于石墨导热性好，热容小，而镁砂粗颗粒的热容大，所以在高速混练时所产生的摩擦热有利于润湿石墨。只有当上述一系列操作完成后，才能加入镁砂细粉和添加剂等继续混练，当石墨、镁砂颗粒和细粉以及添加剂等已经被润湿，并且颗粒上多余的结合剂也基本上全部排挤出来，同时镁砂颗粒外包裹的石墨也较致密地压到颗粒上时，混练才可结束。

生产镁碳砖较理想的泥料是镁砂颗粒的表面应完全均匀地被结合剂润湿，外面紧紧地挤压而包裹一层被结合剂润湿的石墨（石墨层越厚越好）其余分散的石墨或镁砂粉等均匀地被结合剂润湿，各种添加剂及镁砂细粉都分散均匀，泥料温度适度，这就为成型提供了良好的条件。结合剂的加入量：酚醛树脂下石墨容易结合。在混练中希望结合剂用量尽可能少，而结合剂能很均匀地扩散在镁砂颗粒表面上形成薄而均匀的液膜。这就要求液体酚醛树脂的粘度低。但在石墨加入时又要求带有液膜的镁砂颗粒尽可能多地均匀沾上石墨，而且不允许石墨自身结聚，因而要求液体树脂又要有一定的粘度。要使两种十分矛盾的情况协调起来，那么酚醛树脂的粘度应能满足在混练时镁砂颗粒上液膜的酚醛树脂能将石墨颗粒表面润湿，又能在混练结束后镁砂颗粒表面尽可能地形成很薄的液膜层，否则液膜厚了，经过碳化后会留下气孔，而且成型时也易产生层裂。由于液体酚醛树脂因温度不同，其粘度会有显著变化，因此本来粘度适当的酚醛树脂在冬季混练作业时分散得却不均匀。

C、成型：生产镁碳砖时，常用砖坯密度来控制成型工艺，应高压成型，以保证砖有较高体积密度和较低显气孔率的。因此要严格控制砖坯单重。

加料时四角扒料，均匀布料，预防边角裸露骨料。

成型时就严格按照先轻后重、多次加压的操作规程进行压制，要求吊坯2-3次，充分排气，以免产生层裂。考虑压制镁碳砖时弹性后效原因，总加压次数一般要求不少于15次，起锤不宜太快，最后几锤要下重锤。最好采用抽真空、排气加压装置。

因镁碳砖的使用条件较苛刻，要求砌筑时砌筑面尺寸正负偏差不超过1mm，所以要求砖坯尺寸非常严格。

D、热处理：成型后的砖坯要室温存放5-6小时，以利于挥发物的挥发。不能立即烘干。为使镁碳砖获得足够的低温强度，需严格确定与结合剂相适应的热处理温度和热处理时间等热工制度，一般在150～200℃温度下进行热处理，时间不少于32小时，且在室温—80℃左右时要不少于16小时。通常，树脂在达到固化温度时要有足够的时间，才能完成固化过程，如果固化时间不够，挥发物排出不完全，会导致在使用过程中受热时由于颗粒膨胀、基质收缩而使结合强度降低，使镁碳砖的显微结构变坏，最终影响其使用寿命。

库存：因镁砂易水化结块变质，所以生产镁碳砖用的各种原料及半成品、成品必须保持干燥。我们制定的每一项工艺要求及参数，都有科学依据，希望每一位职工能认真学习，严格执行工艺制度。

镁碳砖工艺流程

镁砂石墨其它料

颚破

皮带输送机

除铁

振动筛

颗粒颗粒颗粒

（7-3）（1-3）（1-0）

配料