采用冷混合工藝制造電熔鎂的方法

按照冷混合工藝用合成焦油結(jié)合劑制造的傳統(tǒng)鎂碳磚在焦油受損過程中發(fā)生硬化并獲得必要的強(qiáng)度，電熔鎂砂價(jià)格因此便形成了各向同性的玻璃狀碳。此種碳未顯現(xiàn)出熱塑性，在內(nèi)襯烘烤或操作使用過程中該熱塑性能適時(shí)地消除大量的應(yīng)力。用瀝青結(jié)合劑生產(chǎn)的鎂碳磚，由于在瀝青碳化過程中形成各向異性的石墨化焦炭結(jié)構(gòu)，該磚具有較高的高溫塑性。

因此，采用瀝青結(jié)合制造的磚的抗裂性高于瀝青結(jié)合的磚。但是，瀝青結(jié)合的磚的缺點(diǎn)之一就是在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)需要采用熱混合，并且要求設(shè)有磚模預(yù)熱裝置。在本論文中敘述了采用冷混合工藝制造鎂碳磚的方法。制成的磚具有較低的彈性模量，從而使其在操作使用過程中起消除應(yīng)力的作用。普通的煤焦油瀝青由于其中存在著苯并毗，對環(huán)境保護(hù)是有害的。選擇了苯并毗含量低的特殊的符合環(huán)保要求的結(jié)合劑。

      1緒言

       三十五年前開發(fā)了鎂碳磚，目前該磚廣泛地用于砌筑煉鋼爐。鎂碳磚也廣泛地用于其它窯爐，如雙膛煉鋼爐、Rll型循環(huán)法真空處理裝置等。在傳統(tǒng)上，此種磚是采用合成焦油結(jié)合劑按照冷混合工藝制造，以及采用瀝青結(jié)合劑按照熱混合工藝制造。兩種結(jié)合劑均有著自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。采用焦油結(jié)合劑生產(chǎn)的鎂碳磚的主要優(yōu)點(diǎn)是有可能采用冷混合工藝進(jìn)行生產(chǎn)，它與采用瀝青結(jié)合劑不同，不需要繁重的設(shè)備和手工勞動(dòng)。另一方面，用瀝青結(jié)合劑生產(chǎn)的磚具有較好的熱塑性．在使用過程中由于可以吸收操作時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，因而它具有較高的抗裂性。本項(xiàng)研究工作的主要內(nèi)容在于綜合利用兩個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，井制定冷混合工藝。

      2實(shí)驗(yàn)

      2.1原料

       作為原料，采用純度為97.5％的電熔鎂砂及純度為95％的FC牌號鱗片石墨、標(biāo)準(zhǔn)的煤焦油瀝青，由于其中存在聚芳族烴，例如苯并吡，它對環(huán)境是有害的。煤焦油瀝青中苯并吡的含量介于10000～15000mg·kg-1之間，而國際標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定苯并吡含量應(yīng)為50mg·kg-1（見德國標(biāo)準(zhǔn)TGRS551）。為了遵守這一嚴(yán)格的要求，選擇了苯并吡含量達(dá)300mg·kg-1的特殊結(jié)合劑。從供貨方取得了關(guān)于粘度性能的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表明，此種結(jié)合劑的動(dòng)力學(xué)粘度介于可溶酚醛樹脂及線性酚醛樹脂之間，這是生產(chǎn)完全可以接受的。

       2.2成型混合物的制備及試樣的成型

       通常為了制造焦油結(jié)合的磚，我們采用2％的稀焦油。在實(shí)驗(yàn)過程中，逐步用稀瀝青取代稀焦油，并觀察磚的可成型性和性能的變化。為了進(jìn)行充分的比較研究，制造了5種成型混合物。

       在Eirih公司傾斜式高強(qiáng)力混合機(jī)中制備成型混合物，并放置0.5h。磚在200mpa壓力下進(jìn)行成型。成型后的磚在200℃下干燥20h，然后在自然條件下進(jìn)行冷卻。根據(jù)下列各種試驗(yàn)對試樣的要求來切割試樣：開口氣孔率、體積密度、常溫耐壓強(qiáng)度及磚中的殘?zhí)悸省?/p>

    2.3試樣的試驗(yàn)

    在我們的試驗(yàn)室中進(jìn)行試驗(yàn)。從每種配料中隨意選擇3塊磚，為了減少誤差，計(jì)算出平均指標(biāo)。

    脫水（吸水）劑的效應(yīng)是眾所周知的。作為此種加入劑，選用了硫磺粉。使用不同數(shù)量的硫磺進(jìn)行了試驗(yàn)。查明，加入硫磺后，強(qiáng)度提高20%，但是炭化處理后材料的開口氣孔率及體積密度指標(biāo)并未得到任何改善。但是，加入10％脫水劑及稀瀝青時(shí)在成型后及炭化處理后耐壓強(qiáng)度的兩個(gè)指標(biāo)均得到提高。進(jìn)一步增加硫磺的加入量時(shí)，強(qiáng)度未得到任何提高。

    3工業(yè)試驗(yàn)

    為了進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，選用了配料CZ并制成磚。采用上述配料制成的磚砌筑了三個(gè)鋼包的包襯。包襯的使用壽命為109次、103次及105次（平均為109次），采用焦油結(jié)合的傳統(tǒng)鎂碳磚的使用壽命為103次。

    4結(jié)束語

    選用合適的結(jié)合劑可使磚達(dá)到較高的性能。所采用的結(jié)合劑符合環(huán)保安全的要求（見標(biāo)準(zhǔn)TGRS551）。顯而易見，包襯壽命的提高對用戶是有好處的。就造價(jià)而言，所采用的特殊瀝青結(jié)合劑與焦油類似。