权利要求
1.一种环保型镁碳砖，其特征在于，包括以下制备原料：
镁砂料、碳源、石墨、纤维体、钢粒、煤灰、石英粉、粘土、二硼化钒、氧化硅、
氧化铝、酚醛树脂、抗氧化剂;
按重量份的具体配比如下：
镁砂料40—80份、碳源8—15份、石墨8—15份、纤维体4—12份、钢粒2—6份、煤灰1—10份、石英粉1—10份、粘土1—8份、二硼化钒1—6份、氧化硅1—6份、氧化铝1—5份、酚醛树脂1—10份、抗氧化剂1—8份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.2-2.8:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1-1.8：1-2。
2.根据权利要求1所述的一种环保型镁碳砖，其特征在于：所述环保型镁碳砖的具体原料配比如下：
镁砂料65份、碳源12份、石墨10份、纤维体8份、钢粒3份、煤灰6份、石英粉5份、粘土6份、二硼化钒4份、氧化硅4份、氧化铝2份、酚醛树脂3份、抗氧化剂2份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.4:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1.6：1.8。
3.根据权利要求1所述的一种环保型镁碳砖，其特征在于：所述环保型镁碳砖的具体原料配比如下：
镁砂料70份、碳源14份、石墨8份、纤维体6份、钢粒4份、煤灰6份、石英粉6份、粘土4份、二硼化钒4份、氧化硅3份、氧化铝2份、酚醛树脂8份、抗氧化剂6份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.5:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1.2：2。
4.根据权利要求1所述的一种环保型镁碳砖，其特征在于：所述环保型镁碳砖的具体原料配比如下：
镁砂料48份、碳源14份、石墨12份、纤维体12份、钢粒6份、煤灰8份、石英粉8份、粘土6份、二硼化钒4份、氧化硅6份、氧化铝4份、酚醛树脂10份、抗氧化剂4份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.4:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1.6：1.8。
5.一种用于上述权利要求1至4所述的环保型镁碳砖的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤一：原料整备、处理，具体如下：
(1)准备相应重量份的上述原料，并对原料进行筛选除杂处理，剔除原料中的杂质;
(2)对镁砂料、钢粒、煤灰、石英粉进行水洗操作，并对水洗后的原料采用100-120℃干燥6—15min，含水量降至12%～15%;
(3)对镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒、碳源、石墨、粘土进行研磨处理;
步骤二：原料搅拌混合，利用混料机对粉末原料进行混合操作;
步骤三：将混合料等量送入成型机中，通过施压得到成型砖坯，等距放置，砖坯之间的间距≥20cm;
步骤四：高温固化，具体如下：
(1)将砖坯放入窑炉中预热固化，预热温度为80-100℃，持续30—45min;
(2)将窑炉以10℃/min的速率升温至250-300℃，持续加热6—8h;
(3)将窑炉以25-30℃/min的速率升温至1380-1440℃，对砖坯热处理60—90min;
(4)降温至750-800℃，持续30—50min;
(5)自然冷却成型。
6.根据权利要求5所述的一种环保型镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的研磨处理包括粗磨、细磨、筛分，具体如下：
A、粗磨，利用研磨机对以上原料研磨30—45min，过80-100目筛;
B、细磨，向研磨机中加入二硼化钒、氧化硅、氧化铝，继续研磨60—90min，过150-180目筛;
C、将过筛后的较大颗粒重新倒入研磨机中进行二次研磨，直至过150-180目筛。
7.根据权利要求5所述的一种环保型镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述步骤二中原料搅拌混合，具体如下：
(1)将研磨过筛完成的粉料倒入混料机，以120-180r/min的转速混合搅拌60—75min;
(2)随后加入煤灰、镁砂粉、石英粉，以90-150r/min的转速混合搅拌20—35min;
(3)混料机升温至35-45℃，并加入纤维体、钢粒、酚醛树脂、抗氧化剂，以50-60r/min的转速混合搅拌，直至混合均匀，得到混合料。
8.根据权利要求5所述的一种环保型镁碳砖的制备方法，其特征在于：所述步骤三中成型机的压力值设为100-120MPa。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及镁碳砖生产技术领域，具体为一种环保型镁碳砖及其制备方法。
背景技术
[0002]镁碳砖是一种新型的高温材料，具有优异的耐火性能和导热性能，被广泛应用于高温工业领域，镁碳砖可以用于高温炉窑的内衬，能够有效隔离高温环境和外界环境，保护炉窑的结构和设备;在转炉炼钢过程中，会产生高温和强腐蚀性的炉渣，镁碳砖凭借其良好的耐高温性能和抗渣侵蚀能力，作为转炉的内衬材料，可以承受高温和化学侵蚀，延长转炉的使用寿命，保证炼钢过程的顺利进行。
[0003]环保型镁碳砖是镁碳砖中的一类，属于复合耐火材料;它以高熔点碱性氧化物氧化镁和难以被炉渣侵入的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂，用炭质结合剂结合而成;具有耐高温性可达2000℃以上、对熔渣润湿性小、优良的耐剥落和耐侵蚀性能等特点;此外，一些环保型镁碳砖在降低能耗、减少污染物排放方面具有显著优势。
[0004]环保型镁碳砖市场需求受到钢铁、水泥、玻璃、化工等多个行业的影响。随着这些行业的发展，对高性能耐火材料的需求不断增加，同时随着环保法规的加强，各行业对节能减排的要求越来越高，促使了环保型高性能抗氧化镁碳砖市场的进一步扩大。
[0005]目前对于镁碳砖的生产工艺主要分为干法熔融和湿法熔融。干法熔融工艺生产效率高、产品质量稳定，但能耗较高;湿法熔融工艺能耗较低，但生产效率相对较低，同时其生产的镁碳砖在环保利用率上明显较低，无法真正意义的上实现环保。
发明内容
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供了一种环保型镁碳砖及其制备方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
[0007]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种环保型镁碳砖及其制备方法，包括以下制备原料：
镁砂料、碳源、石墨、纤维体、钢粒、煤灰、石英粉、粘土、二硼化钒、氧化硅、氧化铝、酚醛树脂、抗氧化剂;
按重量份的具体配比如下：
镁砂料40—80份、碳源8—15份、石墨8—15份、纤维体4—12份、钢粒2—6份、煤灰1—10份、石英粉1—10份、粘土1—8份、二硼化钒1—6份、氧化硅1—6份、氧化铝1—5份、酚醛树脂1—10份、抗氧化剂1—8份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.2-2.8:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1-1.8：1-2。
[0008]可选的，所述环保型镁碳砖的具体原料配比如下：
镁砂料65份、碳源12份、石墨10份、纤维体8份、钢粒3份、煤灰6份、石英粉5份、粘土6份、二硼化钒4份、氧化硅4份、氧化铝2份、酚醛树脂3份、抗氧化剂2份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.4:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1.6：1.8。
[0009]可选的，所述环保型镁碳砖的具体原料配比如下：
镁砂料70份、碳源14份、石墨8份、纤维体6份、钢粒4份、煤灰6份、石英粉6份、粘土4份、二硼化钒4份、氧化硅3份、氧化铝2份、酚醛树脂8份、抗氧化剂6份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.5:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1.2：2。
[0010]可选的，所述环保型镁碳砖的具体原料配比如下：
镁砂料48份、碳源14份、石墨12份、纤维体12份、钢粒6份、煤灰8份、石英粉8份、粘土6份、二硼化钒4份、氧化硅6份、氧化铝4份、酚醛树脂10份、抗氧化剂4份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.4:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1.6：1.8。
[0011]一种环保型镁碳砖的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤一：原料整备、处理，具体如下：
(1)准备相应重量份的上述原料，并对原料进行筛选除杂处理，剔除原料中的杂质;
(2)对镁砂料、钢粒、煤灰、石英粉进行水洗操作，并对水洗后的原料采用100-120℃干燥6—15min，含水量降至12%～15%;
(3)对镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒、碳源、石墨、粘土进行研磨处理;
步骤二：原料搅拌混合，利用混料机对粉末原料进行混合操作;
步骤三：将混合料等量送入成型机中，通过施压得到成型砖坯，等距放置，砖坯之间的间距≥20cm;
步骤四：高温固化，具体如下：
(1)将砖坯放入窑炉中预热固化，预热温度为80-100℃，持续30—45min;
(2)将窑炉以10℃/min的速率升温至250-300℃，持续加热6—8h;
(3)将窑炉以25-30℃/min的速率升温至1380-1440℃，对砖坯热处理60—90min;
(4)降温至750-800℃，持续30—50min;
(5)自然冷却成型。
[0012]可选的，所述步骤一中的研磨处理包括粗磨、细磨、筛分，具体如下：
A、粗磨，利用研磨机对以上原料研磨30—45min，过80-100目筛;
B、细磨，向研磨机中加入二硼化钒、氧化硅、氧化铝，继续研磨60—90min，过150-180目筛;
C、将过筛后的较大颗粒重新倒入研磨机中进行二次研磨，直至过150-180目筛。
[0013]可选的，所述步骤二中原料搅拌混合，具体如下：
(1)将研磨过筛完成的粉料倒入混料机，以120-180r/min的转速混合搅拌60—75min;
(2)随后加入煤灰、镁砂粉、石英粉，以90-150r/min的转速混合搅拌20—35min;
(3)混料机升温至35-45℃，并加入纤维体、钢粒、酚醛树脂、抗氧化剂，以50-60r/min的转速混合搅拌，直至混合均匀，得到混合料。
[0014]可选的，所述步骤三中成型机的压力值设为100-120MPa。
[0015]本发明提供了一种环保型镁碳砖及其制备方法，具备以下有益效果：
该环保型镁碳砖，可采用废弃镁碳砖中分离出以镁砂废料作为主要原料，含少量碳的物料，该物料中既有少量石墨碳，也有结合剂碳，将该物料添加到低碳镁碳砖中，可以使碳得到更好的分散，有利于镁碳耐火原料的循环利用，并且固体废物资源回收利用率高，具有节能环保的特点，整体加工工艺简单且成本比较低;本方法所得到的镁碳砖体积密度大，耐压强度大，使用寿命长，在使用时能够提高能源利用率，具有更好的使用前景，能够有效减少资源的浪费;
其中，天然纤维的加入可进一步增强砖体韧性与抗剥落性，其柔韧性与分散性形成的内部纤维网络能分散热应力与外力冲击，减少高温开裂;还能提升环保性，作为可再生资源降低生产碳排放，且可与镁碳砖废料协同减少
固废排放。
附图说明
[0016]图1为该发明流程示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0018]在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0020]实施例一：一种环保型镁碳砖，包括以下制备原料：
镁砂料、碳源、石墨、纤维体、钢粒、煤灰、石英粉、粘土、二硼化钒、氧化硅、氧化铝、酚醛树脂、抗氧化剂;
按重量份的具体配比如下：
镁砂料65份、碳源12份、石墨10份、纤维体8份、钢粒3份、煤灰6份、石英粉5份、粘土6份、二硼化钒4份、氧化硅4份、氧化铝2份、酚醛树脂3份、抗氧化剂2份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.4:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1.6：1.8。
[0021]如图1所示，环保型镁碳砖的制备方法如下：
步骤一：原料整备、处理，具体如下：
(1)准备相应重量份的上述原料，并对原料进行筛选除杂处理，剔除原料中的杂质;
(2)对镁砂料、钢粒、煤灰、石英粉进行水洗操作，并对水洗后的原料采用100-120℃干燥6—15min，含水量降至12%～15%;
(3)对镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒、碳源、石墨、粘土进行研磨处理;
研磨处理包括粗磨、细磨、筛分，具体如下：
A、粗磨，利用研磨机对以上原料研磨30—45min，过80-100目筛;
B、细磨，向研磨机中加入二硼化钒、氧化硅、氧化铝，继续研磨60—90min，过150-180目筛;
C、将过筛后的较大颗粒重新倒入研磨机中进行二次研磨，直至过150-180目筛;
步骤二：原料搅拌混合，利用混料机对粉末原料进行混合操作，具体如下：
(1)将研磨过筛完成的粉料倒入混料机，以120-180r/min的转速混合搅拌60—75min;
(2)随后加入煤灰、镁砂粉、石英粉，以90-150r/min的转速混合搅拌20—35min;
(3)混料机升温至35-45℃，并加入纤维体、钢粒、酚醛树脂、抗氧化剂，以50-60r/min的转速混合搅拌，直至混合均匀，得到混合料;
步骤三：将混合料等量送入成型机中，通过施压得到成型砖坯，等距放置，砖坯之间的间距≥20cm，成型机的压力值设为100-120MPa;
步骤四：高温固化，具体如下：
(1)将砖坯放入窑炉中预热固化，预热温度为80-100℃，持续30—45min;
(2)将窑炉以10℃/min的速率升温至250-300℃，持续加热6—8h;
(3)将窑炉以25-30℃/min的速率升温至1380-1440℃，对砖坯热处理60—90min;
(4)降温至750-800℃，持续30—50min;
(5)自然冷却成型。
[0022]实施例二：一种环保型镁碳砖，包括以下制备原料：
镁砂料、碳源、石墨、纤维体、钢粒、煤灰、石英粉、粘土、二硼化钒、氧化硅、氧化铝、酚醛树脂、抗氧化剂;
按重量份的具体配比如下：
镁砂料70份、碳源14份、石墨8份、纤维体6份、钢粒4份、煤灰6份、石英粉6份、粘土4份、二硼化钒4份、氧化硅3份、氧化铝2份、酚醛树脂8份、抗氧化剂6份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.5:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1.2：2。
[0023]如图1所示，环保型镁碳砖的制备方法如下：
步骤一：原料整备、处理，具体如下：
(1)准备相应重量份的上述原料，并对原料进行筛选除杂处理，剔除原料中的杂质;
(2)对镁砂料、钢粒、煤灰、石英粉进行水洗操作，并对水洗后的原料采用100-120℃干燥6—15min，含水量降至12%～15%;
(3)对镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒、碳源、石墨、粘土进行研磨处理;
研磨处理包括粗磨、细磨、筛分，具体如下：
A、粗磨，利用研磨机对以上原料研磨30—45min，过80-100目筛;
B、细磨，向研磨机中加入二硼化钒、氧化硅、氧化铝，继续研磨60—90min，过150-180目筛;
C、将过筛后的较大颗粒重新倒入研磨机中进行二次研磨，直至过150-180目筛;
步骤二：原料搅拌混合，利用混料机对粉末原料进行混合操作，具体如下：
(1)将研磨过筛完成的粉料倒入混料机，以120-180r/min的转速混合搅拌60—75min;
(2)随后加入煤灰、镁砂粉、石英粉，以90-150r/min的转速混合搅拌20—35min;
(3)混料机升温至35-45℃，并加入纤维体、钢粒、酚醛树脂、抗氧化剂，以50-60r/min的转速混合搅拌，直至混合均匀，得到混合料;
步骤三：将混合料等量送入成型机中，通过施压得到成型砖坯，等距放置，砖坯之间的间距≥20cm，成型机的压力值设为100-120MPa;
步骤四：高温固化，具体如下：
(1)将砖坯放入窑炉中预热固化，预热温度为80-100℃，持续30—45min;
(2)将窑炉以10℃/min的速率升温至250-300℃，持续加热6—8h;
(3)将窑炉以25-30℃/min的速率升温至1380-1440℃，对砖坯热处理60—90min;
(4)降温至750-800℃，持续30—50min;
(5)自然冷却成型。
[0024]实施例三：一种环保型镁碳砖，包括以下制备原料：
镁砂料、碳源、石墨、纤维体、钢粒、煤灰、石英粉、粘土、二硼化钒、氧化硅、氧化铝、酚醛树脂、抗氧化剂;
按重量份的具体配比如下：
镁砂料48份、碳源14份、石墨12份、纤维体12份、钢粒6份、煤灰8份、石英粉8份、粘土6份、二硼化钒4份、氧化硅6份、氧化铝4份、酚醛树脂10份、抗氧化剂4份;
其中，
镁砂料由电熔镁砂骨料和镁砂粉组成，其混合质量比为2.4:1;
电熔镁砂骨料由镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒或镁碳砖废料中的一种或多种混合组成;
纤维体包括钢纤维、纳米玻璃纤维以及天然纤维;其混合质量比为1:1.6：1.8。
[0025]如图1所示，环保型镁碳砖的制备方法如下：
步骤一：原料整备、处理，具体如下：
(1)准备相应重量份的上述原料，并对原料进行筛选除杂处理，剔除原料中的杂质;
(2)对镁砂料、钢粒、煤灰、石英粉进行水洗操作，并对水洗后的原料采用100-120℃干燥6—15min，含水量降至12%～15%;
(3)对镁砂粗颗粒、镁砂中颗粒、碳源、石墨、粘土进行研磨处理;
研磨处理包括粗磨、细磨、筛分，具体如下：
A、粗磨，利用研磨机对以上原料研磨30—45min，过80-100目筛;
B、细磨，向研磨机中加入二硼化钒、氧化硅、氧化铝，继续研磨60—90min，过150-180目筛;
C、将过筛后的较大颗粒重新倒入研磨机中进行二次研磨，直至过150-180目筛;
步骤二：原料搅拌混合，利用混料机对粉末原料进行混合操作，具体如下：
(1)将研磨过筛完成的粉料倒入混料机，以120-180r/min的转速混合搅拌60—75min;
(2)随后加入煤灰、镁砂粉、石英粉，以90-150r/min的转速混合搅拌20—35min;
(3)混料机升温至35-45℃，并加入纤维体、钢粒、酚醛树脂、抗氧化剂，以50-60r/min的转速混合搅拌，直至混合均匀，得到混合料;
步骤三：将混合料等量送入成型机中，通过施压得到成型砖坯，等距放置，砖坯之间的间距≥20cm，成型机的压力值设为100-120MPa;
步骤四：高温固化，具体如下：
(1)将砖坯放入窑炉中预热固化，预热温度为80-100℃，持续30—45min;
(2)将窑炉以10℃/min的速率升温至250-300℃，持续加热6—8h;
(3)将窑炉以25-30℃/min的速率升温至1380-1440℃，对砖坯热处理60—90min;
(4)降温至750-800℃，持续30—50min;
(5)自然冷却成型。
[0026]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
说明书附图(1)
声明：
“环保型镁碳砖及其制备方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：北方有色网
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2026年08月06日 ~ 08日 
