鎂砂的純度對鎂碳磚的抗渣性有著重大的影響。氧化鎂含量越高,雜質相對越少,硅酸鹽相分割程度降低,方鎂石直接結合程度提高,抗渣的滲透及渣的熔損能力提高。鎂砂中的榨汁主要有氧化鈣,二氧化硅,氧化鐵,如果雜質含量高,特別是氧化硼的化合物,會對鎂砂的耐火度和高溫性能產生不利影響。鎂砂中的雜質主要有一下幾個方面的不離影響1降低方鎂石的直接結合程度2高溫下與氧化鎂形成低熔物3氧化鐵,二氧化硅等雜質在1500-1800℃時,先于氧化鎂與碳反應,留下氣孔使制品的抗渣性變差。
生產MgO-C磚常用的結合劑有煤焦油,煤瀝青和石油瀝青,以及特殊碳質樹脂,多元醇,瀝青變性酚醛樹脂,合成樹脂等。目前所用到的結合劑有以下幾種類型:瀝青類物質。焦油瀝青是一種熱塑性材料,具有與石墨、氧化鎂親和力大,炭化后殘碳率高,成本低的特點,過去曾大量使用;但是焦油瀝青中含有致癌的芳香烴,尤其是苯并茁含量高;由于環境意識的加強,現在焦油瀝青的使用量在減少。樹脂類物質。合成樹脂是由苯酚和甲醛反應制得,在常溫下便能和耐火材料顆粒很好的混合,炭化后殘碳率高,是當前生產MgO-C磚用主要結合劑;但它炭化后形成的玻璃態網絡結構,對耐火材料的抗熱震性和抗氧化性都不理想。
按照冷混合工藝用合成焦油結合劑制造的傳統鎂碳磚在焦油受損過程中發生硬化并獲得必要的強度,因此便形成了各向同性的玻璃狀碳。鎂碳磚廠家轉爐用鎂碳磚此種碳未顯現出熱塑性,在內襯烘烤或操作使用過程中該熱塑性能適時地消除大量的應力。用瀝青結合劑生產的鎂碳磚,由于在瀝青碳化過程中形成各向異性的石墨化焦炭結構,該磚具有較高的高溫塑性。
在普通和特種耐火材料中,常用的品種主要有以下幾種:用量較大的有硅磚和粘土磚。硅磚是含93%以上SiO2的硅質制品,使用的原料有硅石、廢硅磚等。硅磚抗酸性爐渣侵蝕能力強,但易受堿性渣的侵蝕,它的荷重軟化溫度很高,接近其耐火度,重復煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹,但是抗熱震性差。硅磚主要用于焦爐、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設備。粘土磚中含30%~46%氧化鋁,它以耐火粘土為主要原料,耐火度1580~1770℃,抗熱震性好,屬于弱酸性耐火材料,對酸性爐渣有抗蝕性,用途廣泛,是生產量的一類耐火材料。
鎂砂是生產MgO–C磚的主要原料,有電熔鎂砂和燒結鎂砂之分。鋼包輕燒鎂球加工電熔鎂砂與燒結鎂砂相比具有方鎂石結晶粒粗大、顆粒體積密度大等優點,是生產鎂碳磚中主要選用的原料。生產普通鎂質耐火材料,對鎂砂原料要求主要具有高溫強度和耐侵蝕性能,因此注重鎂砂的純度及化學成分中的C/S比和B2O3含量。上海鋼包輕燒鎂球加工隨著冶金工業的發展,冶煉條件日益苛刻,在冶金設備(轉爐、電爐、鋼包等)上應用的MgO–C磚所用的鎂砂,除了化學成分外,在組織結構方面,還要求高密度和大結晶。