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MgO-C砖的生产工艺

作者:admin 发布日期: 2019-11-08 二维码分享

按照所用结合剂的不同,MgO-C砖的生产工艺流程有以下两种:
(1)酚醛树脂作为结合剂时MgO-C砖生产工艺流程如图13-5所示。

特点:室温下进行混练、成型,工艺简单。
(2)沥青作为结合剂时MgO-C砖生产工艺流程如图13-6所示。

特点:在配料、混练及成型过程中需对混合料进行加热处理,工艺稍复杂。但当沥青被破碎成细粉,并加入一定量的蒽油或洗油作为助溶剂后,也可采用冷成型工艺生产沥青结合MgO-C砖。
MgO-C砖生产工艺要点
(1)镁砂临界粒度的选择。通常MgO-C砖的熔损是通过工作面上的镁砂与熔渣反应反应进行的,熔损速度的大小除与镁砂本身的性质有关外,还取决于镁砂颗粒的大小。较大的颗粒会有较高的耐蚀性能,但其脱离MgO-C砖工作面浮游至熔渣中去的可能性也大,一旦发生这种情况,就会加快MgO-C砖的损毁速度。
镁砂大颗粒的绝对膨胀量比小颗粒要大,再加上镁砂膨胀系数比石墨大得多,所以在MgO-C砖中镁砂大颗粒/石墨界面比镁砂小颗粒/石墨界面产生的应力大,因而产生的裂纹也大,这说明MgO-C砖中的镁砂临界粒度尺寸小时,会具有缓解热应力的作用。
从制品性能方面考虑,临界粒度变小,制品的开口气孔下降,气孔孔径变小,有利于制品抗氧化性的提高;同时物料间的内摩擦力增大,成型困难,造成密度下降。
因此,在生产MgO-C砖时,要概括地确定镁砂的临界粒度是非常困难的。通常需要根据MgO-C砖的特定使用条件来确定镁砂的临界粒度尺寸。
一般而言,在温度梯度大、热冲击激烈的部位使用的MgO-C砖需选择较小的临界粒度;而要求耐蚀性高的部位,则需要的临界粒度尺寸要大。例如风眼砖、转炉耳轴、渣线用MgO-C砖,镁砂的临界粒度选用1mm,而一般转炉、电炉用MgO-C砖的临界粒度选用3mm。另外,转炉不同部位的MgO-C砖,由于使用条件的不同,临界粒度尺寸也有所区别。
为了提高制品的体积密度,对于成型设备吨位小的生产厂家,临界粒度可适当大些。
(2)镁砂细粉。为使MgO-C砖中颗粒与基质部分的热膨胀能保持整体均匀性,基质部分需配入一定数量的镁砂细粉,另外也有利于基质部分氧化后结构保持一定的完整性。
但若配入的镁砂细粉太细,则会加快MgO的还原速度,从而加快MgO-C砖的损毁。小于0.01mm的镁砂很易与石墨反应,所以在生产MgO-C砖时.好不配入这种太细的镁砂。
为了获得性能优良的MgO-C砖,MgO-C砖中≦0.074mm的镁砂与石墨的比值应小于0.5,而超过1时,则会使基质部分的气孔率急剧增大。
(3)石墨加入量。石墨的加入量应与不同砖种及砖的不同使用部位结合在一起考虑。
一般情况下,若石墨加入量﹤10%,则制品中难以形成连续的碳网,不能有效地发挥碳的优势;石墨加入量﹥20%,生产时成型困难,易产生裂纹,制品易氧化,所以石墨的加入量一般在10%~20%之间,根据不同的部位,选择不同的石墨加入量。
MgO-C砖的熔损受石墨的氧化和MgO向熔渣中的溶解这两个过程的支配,增加石墨量虽能减轻熔渣的侵蚀速度,但却增大了气相和液相氧化造成的损毁。
(4)混练。泥料混练设备:石墨密度轻,混练时易浮于混合料的顶部,使之不完全与配料中的其他组分接触。一般采用高速搅拌机或行星式混料机。
加料次序:生产MgO-C砖时,若不注意混练时的加料次序,则泥料的可塑性和成型性将受到影响,从而影响到制品的成品率与使用性能。正确的加料次序为:
镁砂(粗、中)→结合剂→石墨→镁砂细粉和添加剂的混合粉。
(5)混练时间。视不同的混练设备混练时间略有差异。若在行星式混练机中混练,首先将粗、中颗粒混合3~5min,然后加入树脂混碾3~5min,再加入石墨,混碾4~5min,再加入镁砂粉及添加剂的混合粉,混合3~5min,使总的混合时间在20~30min左右。
若混合时间太长,则易使镁砂周围的石墨与细分脱落,且泥料因结合剂中的溶剂大量挥发而发干;若太短,混合料不均匀,且可塑性差,不利于成型。理想的泥料模型如图13-7所示。】

(6)成型。成型是提高填充密度,使制品组织结构致密化的重要途径,因此需要高压成型,同时严格按照先轻后重、多次加压的操作规程进行压制,由于MgO-C砖的膨胀,模具需要缩尺(一般为1%)。
生产MgO-C砖时,常用砖坯密度来控制成型工艺,一般压力机的吨位越高,则砖坯的密度越高,同时混合料所需的结合剂越少(不然因颗粒间距离的缩短,液膜变薄使结合剂局部集中,造成制品结构不均匀,影响制品的性能同时也会产生弹性后效而造成砖坯开裂)。一般MgO-C砖砖坯的体积密度控制在2.9g/cm3左右,再根据砖的尺寸选择不同的成型设备。成型设备的选择应根据实际生产的制品尺寸加以具体选择,一般情况下成型设备的选择规则见表13-17。

(7)硬化处理。酚醛树脂结合的MgO-C砖,可在200~250℃的温度下进行热处理,树脂可直接(热固性树脂)或间接(热塑性树脂)地硬化,使制品具有较高的强度,一般处理时间为24~32h,相应的升温制度见表13-18,经过热处理后的成品应达到表13-19所列理化指标。


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