在耐火氧化物中,碳可以減小熔渣、鋼水與耐火材料的潤濕性,江蘇干式搗打料增加其導熱性,降低其膨脹,因而使耐火材料具有優良的抗熱震性能。另外,碳具有較高的熱穩定性,其升華溫度約4000℃。在110~140bar的壓力下,碳在相圖中的三相點(固/液/氣)接近 4020℃,因此,在低于110bar壓力時,碳升華而不熔化。轉爐干式搗打料由于碳在(zai)高溫下(xia)氧化(hua),因此(ci)以上研究結果只(zhi)能(neng)在(zai)特定的(de)條件下(xia)才能(neng)應(ying)用(yong)。目前,含(han)碳耐火材料最重要(yao)的(de)應(ying)用(yong)領域為:轉爐、電(dian)爐和鋼包(bao)工作襯2.熔煉(lian)金屬用(yong)坩堝(guo)3.連鑄用(yong)關鍵(jian)部件4.高爐煉(lian)鐵用(yong)耐火材料.
混料(liao)過程(cheng)中(zhong)(zhong),為(wei)(wei)了(le)使石墨(mo)均勻地包圍在(zai)鎂(mei)(mei)砂顆(ke)(ke)(ke)粒周圍,加(jia)料(liao)順序應為(wei)(wei):鎂(mei)(mei)砂顆(ke)(ke)(ke)粒→結合(he)(he)劑→石墨(mo)→鎂(mei)(mei)砂細(xi)粉與添加(jia)劑粉。由于石墨(mo)含量(liang)(liang)大、密度(du)小,添加(jia)劑量(liang)(liang)又非(fei)常少,欲混合(he)(he)均勻,需要較(jiao)長(chang)的(de)(de)時(shi)(shi)間,但混合(he)(he)時(shi)(shi)間過長(chang)又容易(yi)使鎂(mei)(mei)砂顆(ke)(ke)(ke)粒周圍的(de)(de)石墨(mo)和細(xi)粉脫落,所以混合(he)(he)時(shi)(shi)間要適當。鎂(mei)(mei)碳磚(zhuan)的(de)(de)成(cheng)型(xing)是使耐火磚(zhuan)組織結構致密化的(de)(de)重要因素:由于泥(ni)料(liao)中(zhong)(zhong)石墨(mo)量(liang)(liang)大,骨料(liao)臨界顆(ke)(ke)(ke)粒小,因此宜采用高(gao)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)并嚴格按照(zhao)先(xian)輕后(hou)重,多次加(jia)壓(ya)(ya)的(de)(de)操作規(gui)程(cheng)壓(ya)(ya)制,以免產生成(cheng)型(xing)裂紋。采用抽真空,排氣加(jia)壓(ya)(ya)的(de)(de)操作規(gui)程(cheng)。另外,高(gao)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)的(de)(de)磚(zhuan)坯表面非(fei)常光(guang)滑(hua),搬(ban)運(yun)和筑砌時(shi)(shi)易(yi)滑(hua)動,所以成(cheng)型(xing)后(hou)的(de)(de)磚(zhuan)坯要采取浸漬或涂抹(mo)0.1一2mm厚的(de)(de)熱硬性樹脂(zhi)形成(cheng)樹脂(zhi)膜防止滑(hua)動。一般(ban)稱這(zhe)種處(chu)理為(wei)(wei)防滑(hua)處(chu)理。
生產(chan)MgO-C磚常用的(de)結合(he)(he)(he)劑(ji)有煤(mei)焦油(you),煤(mei)瀝(li)(li)青(qing)(qing)和石油(you)瀝(li)(li)青(qing)(qing),以及(ji)特(te)殊(shu)碳(tan)(tan)質樹脂(zhi)(zhi)(zhi),多元醇(chun),瀝(li)(li)青(qing)(qing)變性(xing)酚醛樹脂(zhi)(zhi)(zhi),合(he)(he)(he)成(cheng)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)等。目前所用到的(de)結合(he)(he)(he)劑(ji)有以下(xia)幾(ji)種類(lei)(lei)型(xing):瀝(li)(li)青(qing)(qing)類(lei)(lei)物質。焦油(you)瀝(li)(li)青(qing)(qing)是(shi)一種熱塑性(xing)材料,具有與(yu)石墨、氧化(hua)鎂親和力大,炭(tan)化(hua)后殘(can)碳(tan)(tan)率高(gao)(gao),成(cheng)本低的(de)特(te)點,過去曾大量(liang)使用;但是(shi)焦油(you)瀝(li)(li)青(qing)(qing)中含(han)有致癌的(de)芳香烴,尤其是(shi)苯并(bing)茁含(han)量(liang)高(gao)(gao);由于環境意識的(de)加強(qiang),現在焦油(you)瀝(li)(li)青(qing)(qing)的(de)使用量(liang)在減少(shao)。樹脂(zhi)(zhi)(zhi)類(lei)(lei)物質。合(he)(he)(he)成(cheng)樹脂(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)由苯酚和甲醛反應制得,在常溫下(xia)便能(neng)和耐(nai)(nai)火材料顆(ke)粒很好的(de)混合(he)(he)(he),炭(tan)化(hua)后殘(can)碳(tan)(tan)率高(gao)(gao),是(shi)當(dang)前生產(chan)MgO-C磚用主要結合(he)(he)(he)劑(ji);但它炭(tan)化(hua)后形成(cheng)的(de)玻璃態網絡(luo)結構,對耐(nai)(nai)火材料的(de)抗熱震性(xing)和抗氧化(hua)性(xing)都不(bu)理想(xiang)。
鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)是生產(chan)(chan)MgO–C磚(zhuan)(zhuan)的主(zhu)要(yao)原(yuan)(yuan)料(liao),有電熔鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)和燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)之分(fen)。電熔鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)與(yu)燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)相比具(ju)有方鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)結(jie)晶粒粗大(da)、顆粒體積密度(du)大(da)等(deng)優點,是生產(chan)(chan)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)碳磚(zhuan)(zhuan)中主(zhu)要(yao)選用(yong)的原(yuan)(yuan)料(liao)。生產(chan)(chan)普通(tong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)質(zhi)耐火材料(liao),對鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)原(yuan)(yuan)料(liao)要(yao)求(qiu)(qiu)主(zhu)要(yao)具(ju)有高溫(wen)強度(du)和耐侵蝕(shi)性能,因此注(zhu)重(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)的純度(du)及化學成(cheng)分(fen)中的C/S比和B2O3含(han)量。隨(sui)著冶(ye)金工業的發展,冶(ye)煉條件日益苛(ke)刻,在冶(ye)金設備(bei)(轉爐(lu)、電爐(lu)、鋼包等(deng))上應用(yong)的MgO–C磚(zhuan)(zhuan)所用(yong)的鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha),除了化學成(cheng)分(fen)外(wai),在組織結(jie)構(gou)方面,還(huan)要(yao)求(qiu)(qiu)高密度(du)和大(da)結(jie)晶。
以電熔(rong)法(fa)使鎂(mei)鉻(ge)(ge)混(hun)合(he)粉料(liao)(liao)熔(rong)融(rong),通(tong)過(guo)熔(rong)體析晶(jing),形(xing)成顯微(wei)(wei)結(jie)構相(xiang)當均勻的(de)、以鎂(mei)鉻(ge)(ge)尖晶(jing)石和(he)方鎂(mei)石混(hun)晶(jing)為主(zhu)要相(xiang)組成的(de)原料(liao)(liao),把這種電熔(rong)鎂(mei)鉻(ge)(ge)料(liao)(liao)粉碎成一定顆(ke)粒粒度(du),混(hun)合(he)成型,經燒成以制備(bei)再(zai)結(jie)合(he)磚,或直接用(yong)做化(hua)學結(jie)臺磚。再(zai)結(jie)合(he)磚的(de)顯微(wei)(wei)結(jie)構特(te)征是高度(du)的(de)直接結(jie)合(he)和(he)含有(you)大(da)(da)量的(de)尖晶(jing)石脫溶相(xiang):含有(you)大(da)(da)量脫溶相(xiang)的(de)基晶(jing),從本質上改變(bian)了方鎂(mei)石的(de)物理化(hua)學性質,如降低熱(re)膨脹系數(shu)、提(ti)高抗(kang)(kang)熱(re)震性,改善對(dui)酸-堿性渣侵蝕的(de)抵抗(kang)(kang)能(neng)力。再(zai)結(jie)合(he)磚有(you)同熔(rong)鑄(zhu)磚使用(yong)效果(guo)相(xiang)似的(de)性狀,但(dan)有(you)比熔(rong)鑄(zhu)磚更好的(de)耐溫度(du)急變(bian)性和(he)更均勻的(de)顯微(wei)(wei)結(jie)構。