一种电炉用镁碳砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电炉用镁碳砖及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：成型后的产品进行干燥处理后放入烧结炉通入氩气后进行烧结处理形成镁碳砖，通过在制备镁碳砖时，通过加入改性石墨粉、改性氧化铝粉、改性碳化硅粉，以提高镁碳砖的耐火性能以及导电性能，并且，混合过程中加入氢氧化钾、氢氧化钠和硫酸亚铁减小镁碳砖的热膨胀系数，硫酸亚铁还能还原镁碳砖中的氧化物，增加镁碳砖强度的同时，促进石墨的成形和增强导电性能，最后在，在烧结炉烧结镁碳砖时。本发明专利技术通入氩气去除残留氧，进一步改善成型镁碳砖的热膨胀系数以及提高镁碳砖导电性能。高镁碳砖导电性能。高镁碳砖导电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电炉用镁碳砖及其制备方法


[0001]本专利技术涉及镁碳砖制备
，具体涉及一种电炉用镁碳砖及其制备方法。

技术介绍

[0002]镁碳砖是一种高性能耐火材料，由镁粉和焦炭等原料混合制成，镁碳砖具有优异的抗热性能和抗侵蚀能力，在高温、高压和腐蚀性气体环境下具有较好的稳定性和耐久性，镁碳砖广泛应用于钢铁、冶金、化工等行业的烧结炉窑、转炉、电炉、铁水处理设备等部位，也被用于航空航天、国防军工等领域的高温设备中，电炉用镁碳砖通常用于电炉炉膛、炉底、电极等部位。镁碳砖具有较高的导电性和热导率，可有效地传递电能和热能。
[0003]现有技术存在以下不足：
[0004]由于在电炉中需要加热工作材料或电极，并且加热过程中需要通过电流进行加热，保证电流能够顺利地通过炉墙或者炉底进行传递，从而达到加热的效果，然而，由于现有镁碳砖的初始导电性差，且镁碳砖本身的耐火性差，长时间在高温环境使用时，会导致镁碳砖发生氧化反应，导致导电性能下降，电极和炉壁的接触电阻增大，影响电炉的工作效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种电炉用镁碳砖及其制备方法，以解决
技术介绍
中不足。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电炉用镁碳砖及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0007]S1：镁粉、改性石墨粉、改性氧化铝粉、改性碳化硅粉和活性炭按照质量比例称量，放入搅拌罐中混合均匀，得到混合物；
[0008]S2：在混合物中添加少量水，加入氢氧化钾、氢氧化钠和硫酸亚铁作搅拌均匀，形成均匀的糊状物；
[0009]S3：糊状物倒入振动筛中进行筛分得到原料，原料倒入球磨罐中进行球磨处理；
[0010]S4：球磨后的原料压制成形，采用振动成型机进行振动成型；
[0011]S5：成型后的产品进行干燥处理后放入烧结炉通入氩气后进行烧结处理形成镁碳砖。
[0012]在一个优选的实施方式中，所述球磨罐的球磨处理时间为8h，终点颗粒大小为9.5
‑
10μm，所述振动成型机的成型压力为40MPa，成型后的产品干燥温度为100℃，干燥时间为24h，所述烧结炉烧结温度为1800℃，烧结时间为3h。
[0013]在一个优选的实施方式中，步骤S1中，所述改性石墨粉的制备包括以下步骤：
[0014]S1.1：在室温下将石墨粉和氧化铝按照质量比1:1混合均匀，将混合物加入混合酸中，搅拌均匀；
[0015]S1.2：混合液转移到加热板上进行加热，加热温度90
‑
95℃，加热时间2
‑
3h；
[0016]S1.3：加热完成后，将混合液过滤、洗涤后在空气中晾干；
[0017]S1.4：在惰性气体气氛下进行烘烤，烘烤温度为600
‑
700℃，烘烤时间为1h，取出烧结后的改性石墨，进行粉碎和筛分，得到改性石墨粉。
[0018]在一个优选的实施方式中，所述改性氧化铝粉的制备步骤为：氧化铝粉放入三角瓶中，在搅拌的同时加入硝酸，并在室温下搅拌，石蜡加热至液态状态倒入三角瓶中，并用搅拌器继续搅拌，聚乙二醇和葡萄糖加入三角瓶中，继续搅拌形成的混合物转移到坩埚后放入烧结炉中，在氮气气氛中煅烧，煅烧后的粉末用筛网筛分，得到改性氧化铝粉。
[0019]在一个优选的实施方式中，所述改性碳化硅粉的制备步骤为：氧化硅粉和二氧化硅放入三角瓶中，在搅拌的同时加入乙二醇，并在室温下搅拌，环氧树脂加入三角瓶中继续搅拌得到的混合物转移到坩埚后放入烧结炉中，在氮气气氛中煅烧，将煅烧后的粉末用筛网筛分，得到改性氧化硅粉。
[0020]在一个优选的实施方式中，所述烧结炉烧结镁碳砖的过程中，采集氩气供给设备的氩气瓶裂缝率、管道气体流量变化率以及电流波动率；
[0021]将氩气瓶裂缝率、管道气体流量变化率以及电流波动率做归一化处理，建立评估系数，表达式为：
[0022][0023]式中，P
g
为评估系数，L
f
、B
d
、L
b
分别为氩气瓶裂缝率、电流波动率以及管道气体流量变化率，α、β、γ分别为氩气瓶裂缝率、电流波动率以及管道气体流量变化率的比例系数，且α＞β＞γ＞0。
[0024]在一个优选的实施方式中，所述氩气瓶裂缝率通过超声波传感设备监测，电流波动率通过电流表监测；
[0025]所述管道气体流量变化率通过管道出气端流量比上管道进气端流量获取，表达式为：L
b
＝C
q
/J
q
，其中，C
q
表示管道出气端流量，J
q
表示管道进气端流量。
[0026]在一个优选的实施方式中，将获取的评估系数P
g
与预警阈值Y
i
进行对比，若评估系数P
g
＞预警阈值Y
i
，监测系统预测氩气供给设备存在异常，并发出预警信号，检修人员接受预警信号后，在氩气供给设备故障前对氩气供给设备检修，并且，根据现场检测氩气供给设备的状态来做出相应策略。
[0027]本专利技术还提供一种电炉用镁碳砖，所述镁碳砖包括以下重量的主料：镁粉25
‑
30wt％、改性石墨粉15
‑
20wt％、改性氧化铝粉5
‑
10wt％、改性碳化硅粉5
‑
10wt％、活性炭1
‑
3wt％，所述镁碳砖包括以下重量的辅料：氢氧化钾0.8
‑
1wt％、氢氧化钠1
‑
1.2wt％、硫酸亚铁2
‑
2.2wt％。
[0028]在一个优选的实施方式中，所述改性石墨粉包括石墨粉、氧化铝和混合酸混合制备，且石墨粉与氧化铝的配比为1∶1，混合酸为硝酸和硝酸铵按照质量比3:1混合得到；
[0029]所述改性氧化铝粉包括氧化铝粉、硝酸、石蜡、聚乙二醇和葡萄糖混合制备，所述改性碳化硅粉包括二氧化硅、乙二醇、环氧树脂混合制备。
[0030]在上述技术方案中，本专利技术提供的技术效果和优点：
[0031]1、本专利技术通过在制备镁碳砖时，通过加入改性石墨粉、改性氧化铝粉、改性碳化硅粉，以提高镁碳砖的耐火性能以及导电性能，并且，混合过程中加入氢氧化钾、氢氧化钠和
硫酸亚铁减小镁碳砖的热膨胀系数，硫酸亚铁还能还原镁碳砖中的氧化物，增加镁碳砖强度的同时，促进石墨的成形和增强导电性能，最后在，在烧结炉烧结镁碳砖时，通入氩气去除残留氧，进一步改善成型镁碳砖的热膨胀系数以及提高镁碳砖导电性能；
[0032]2、本专利技术通过采集氩气瓶裂缝率、管道气体流量变化率以及电流波动率做归一化处理，建立评估系数，有效提高数据处理效率，并且，当评估系数P
g
＞预警阈值Y
j
时，监测系统预测氩气供给设备存在异常，并发出预警信号，检修人员接受预警信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电炉用镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：S1：镁粉、改性石墨粉、改性氧化铝粉、改性碳化硅粉和活性炭按照质量比例称量，放入搅拌罐中混合均匀，得到混合物；S2：在混合物中添加少量水，加入氢氧化钾、氢氧化钠和硫酸亚铁作搅拌均匀，形成均匀的糊状物；S3：糊状物倒入振动筛中进行筛分得到原料，原料倒入球磨罐中进行球磨处理；S4：球磨后的原料压制成形，采用振动成型机进行振动成型；S5：成型后的产品进行干燥处理后放入烧结炉通入氩气后进行烧结处理形成镁碳砖。2.根据权利要求1所述的一种电炉用镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述球磨罐的球磨处理时间为8h，终点颗粒大小为9.5
‑
10μm，所述振动成型机的成型压力为40MPa，成型后的产品干燥温度为100℃，干燥时间为24h，所述烧结炉烧结温度为1800℃，烧结时间为3h。3.根据权利要求1所述的一种电炉用镁碳砖的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述改性石墨粉的制备包括以下步骤：S1.1：在室温下将石墨粉和氧化铝按照质量比1:1混合均匀，将混合物加入混合酸中，搅拌均匀；S1.2：混合液转移到加热板上进行加热，加热温度90
‑
95℃，加热时间2
‑
3h；S1.3：加热完成后，将混合液过滤、洗涤后在空气中晾干；S1.4：在惰性气体气氛下进行烘烤，烘烤温度为600
‑
700℃，烘烤时间为1h，取出烧结后的改性石墨，进行粉碎和筛分，得到改性石墨粉。4.根据权利要求2所述的一种电炉用镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述改性氧化铝粉的制备步骤为：氧化铝粉放入三角瓶中，在搅拌的同时加入硝酸，并在室温下搅拌，石蜡加热至液态状态倒入三角瓶中，并用搅拌器继续搅拌，聚乙二醇和葡萄糖加入三角瓶中，继续搅拌形成的混合物转移到坩埚后放入烧结炉中，在氮气气氛中煅烧，煅烧后的粉末用筛网筛分，得到改性氧化铝粉。5.根据权利要求3所述的一种电炉用镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述改性碳化硅粉的制备步骤为：氧化硅粉和二氧化硅放入三角瓶中，在搅拌的同时加入乙二醇，并在室温下搅拌，环氧树脂加入三角瓶中继续搅拌得到的混合物转移到坩埚后放入烧结炉中，在氮气气氛中煅烧，将煅烧后的粉末用筛网筛分，得到改性氧化硅粉。6.根据权利要求4所述的一种电炉用镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述烧结炉烧结镁碳砖的过程中，采集氩气供给设备的氩气瓶裂缝率、管道气体流量变化率以及电流波动率；将氩气瓶裂缝率、管...

【专利技术属性】
技术研发人员：付洪彬，
申请(专利权)人：营口富宏耐材制造有限公司，
类型：发明
国别省市：