在瀝青和樹脂的基礎上,經過改性得到的物質。如果結合劑炭化后能形成鑲嵌結構和原位形成碳纖維物質,那么這種結合劑將改善耐火材料的高溫性能。為了提高MgO-C磚的抗氧化性,常加入少量的添加劑,添加劑的作用原理大致可分為兩個方面:一方面是從熱力學觀點出發,即在工作溫度下,添加物或者添加物和碳反應生成其他物質,它們與氧的親和力比碳與氧的親和力大,優先于碳被氧化從而起到保護碳的作用;另一方面,即從動力學的角度來考慮添加劑與O2,CO或者碳反應生成的化合物改變碳復合耐火材料的顯微結構,如增加致密度,堵塞氣孔,阻礙氧及反應產物的擴散等。
鎂鋁碳磚PN系列鋁鎂碳磚采用特級鋁礬土或剛玉為骨料,鋼包用鎂碳磚爐轉用鎂碳磚并著重強化基質,以酚醛樹脂為結合劑,采用機壓成型,具有抗侵蝕、抗剝落、強度高等特點,適用于鋼包包底和包壁等部位。PN系列鎂鋁碳磚是在鋁鎂碳磚的基礎上調整了工藝和技術,增強了材料的抗侵蝕性和抗剝落性,適用于鋼包包底和包壁等部位,能明顯提高鋼包的使用壽命。碳在耐火材料中的應用在當下冶金行業中的應用已相當的廣泛,在過去,為了適應冶金新工藝和耐火材料技術發展,開發了許多新產品。耐火材料專家很早就了解到不同形式的碳在耐火材料中所表現出的優良鎂鋁碳磚性能。
配料中加入石墨的質量和數量至關重要。一般來說,增加耐火磚中石墨含量,耐火磚的抗渣性和熱震穩定性會提高,但強度和抗氧化性均會降低,若鎂碳磚中碳含量太少(<10%),耐火磚中不能形成網絡骨架,則碳的優勢不能有效地發揮。所以,碳含量在10—20%范圍內較為合適。混料過程中,為了使石墨均勻地包圍在鎂砂顆粒周圍,加料順序應為:鎂砂顆粒→結合劑→石墨→鎂砂細粉與添加劑粉。由于石墨含量大、密度小,添加劑量又非常少,欲混合均勻,需要較長的時間,但混合時間過長又容易使鎂砂顆粒周圍的石墨和細粉脫落,所以混合時間要適當。
以鎂質制品為代表。它含氧化鎂80%~85%以上, 以方鎂石為主晶相。生產鎂磚的主要原料有菱鎂礦、海水鎂砂由海水中提取的氫氧化鎂經高溫煅燒而成)等。對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性。純氧化鎂的熔點高達2800℃,因此,鎂磚的耐火度較粘土磚和硅磚都高。20世紀50年代中期以來,由于采用了吹氧轉爐煉鋼和采用堿性平爐爐頂,堿性耐火材料的產量逐漸增加,粘土磚和硅磚的生產則在減少。堿性耐火材料主要用于平爐、吹氧轉爐、電爐、有色金屬冶煉以及一些高溫熱工設備。
以電熔法使鎂鉻混合粉料熔融,通過熔體析晶,形成顯微結構相當均勻的、以鎂鉻尖晶石和方鎂石混晶為主要相組成的原料,把這種電熔鎂鉻料粉碎成一定顆粒粒度,混合成型,經燒成以制備再結合磚,或直接用做化學結臺磚。再結合磚的顯微結構特征是高度的直接結合和含有大量的尖晶石脫溶相:含有大量脫溶相的基晶,從本質上改變了方鎂石的物理化學性質,如降低熱膨脹系數、提高抗熱震性,改善對酸-堿性渣侵蝕的抵抗能力。再結合磚有同熔鑄磚使用效果相似的性狀,但有比熔鑄磚更好的耐溫度急變性和更均勻的顯微結構。
泥料的制備。配種時顆粒臨界尺寸的選擇是重要的。骨料顆粒細化,轉爐涂抹料可減少開口氣孔率,增強抗氧化能力。但是骨料顆粒小,會使閉口氣孔增加,體積密度降低。另外,細粒MgO骨料容易和石墨反應,通常認為顆粒粒徑1mm為宜。在有高壓成型設備的條件下,鎂砂的顆粒趨向于微細化。我國成型設備的壓力較低,涂抹料生產為了提高耐火磚密度,許多廠家采用5mm以上的顆粒直徑。配料中加入石墨的質量和數量至關重要。一般來說,增加耐火磚中石墨含量,耐火磚的抗渣性和熱震穩定性會提高,但強度和抗氧化性均會降低,若鎂碳磚中碳含量太少(<10%),耐火磚中不能形成網絡骨架,則碳的優勢不能有效地發揮。所以,碳含量在10—20%范圍內較為合適。