在(zai)普通和特種(zhong)耐火材(cai)(cai)(cai)料(liao)中(zhong),常用(yong)(yong)的(de)(de)品(pin)種(zhong)主(zhu)要有(you)以(yi)下(xia)幾種(zhong):用(yong)(yong)量較大(da)的(de)(de)有(you)硅(gui)(gui)(gui)磚(zhuan)和粘土磚(zhuan)。硅(gui)(gui)(gui)磚(zhuan)是含93%以(yi)上(shang)SiO2的(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)質制品(pin),使用(yong)(yong)的(de)(de)原(yuan)料(liao)有(you)硅(gui)(gui)(gui)石、廢硅(gui)(gui)(gui)磚(zhuan)等(deng)。硅(gui)(gui)(gui)磚(zhuan)抗(kang)酸(suan)性(xing)(xing)(xing)爐渣侵(qin)(qin)蝕能力強(qiang),但易受堿性(xing)(xing)(xing)渣的(de)(de)侵(qin)(qin)蝕,它的(de)(de)荷重軟化(hua)溫度(du)(du)很(hen)高(gao),接近(jin)其(qi)耐火度(du)(du),重復(fu)煅燒后體積不(bu)收縮,甚(shen)至(zhi)略有(you)膨脹,但是抗(kang)熱震性(xing)(xing)(xing)差(cha)。硅(gui)(gui)(gui)磚(zhuan)主(zhu)要用(yong)(yong)于(yu)焦(jiao)爐、玻(bo)璃(li)熔(rong)窯(yao)、酸(suan)性(xing)(xing)(xing)煉鋼(gang)爐等(deng)熱工(gong)設備(bei)。粘土磚(zhuan)中(zhong)含30%~46%氧化(hua)鋁(lv),它以(yi)耐火粘土為主(zhu)要原(yuan)料(liao),耐火度(du)(du)1580~1770℃,抗(kang)熱震性(xing)(xing)(xing)好,屬于(yu)弱酸(suan)性(xing)(xing)(xing)耐火材(cai)(cai)(cai)料(liao),對酸(suan)性(xing)(xing)(xing)爐渣有(you)抗(kang)蝕性(xing)(xing)(xing),用(yong)(yong)途廣泛,是生(sheng)產(chan)量的(de)(de)一類耐火材(cai)(cai)(cai)料(liao)。
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。涂抹料生產鎂碳磚廠家轉爐用鎂碳磚此種碳未顯現出熱塑性,轉爐涂抹料在(zai)內襯烘烤或操(cao)作使用(yong)過程中該(gai)熱塑性能適時(shi)地(di)消除大量的(de)應力(li)。用(yong)瀝青(qing)結(jie)合(he)劑生產的(de)鎂碳磚(zhuan),由于在(zai)瀝青(qing)碳化(hua)過程中形成各向異(yi)性的(de)石墨化(hua)焦炭結(jie)構,該(gai)磚(zhuan)具有較高的(de)高溫(wen)塑性。
在(zai)瀝青和(he)(he)樹脂的(de)(de)(de)基礎上,經(jing)過改(gai)(gai)性(xing)得到的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質。如(ru)果結(jie)合劑(ji)(ji)(ji)炭化后(hou)能(neng)形成(cheng)鑲(xiang)嵌結(jie)構(gou)和(he)(he)原位形成(cheng)碳(tan)(tan)(tan)纖維物(wu)(wu)質,那(nei)么(me)這種結(jie)合劑(ji)(ji)(ji)將改(gai)(gai)善耐火材料的(de)(de)(de)高溫性(xing)能(neng)。為了提高MgO-C磚的(de)(de)(de)抗氧(yang)化性(xing),常(chang)加入少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)添(tian)(tian)加劑(ji)(ji)(ji),添(tian)(tian)加劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)作用原理大致(zhi)可分為兩個(ge)方面:一方面是從熱力(li)學觀(guan)點出(chu)發,即在(zai)工(gong)作溫度下,添(tian)(tian)加物(wu)(wu)或者添(tian)(tian)加物(wu)(wu)和(he)(he)碳(tan)(tan)(tan)反應(ying)生成(cheng)其他物(wu)(wu)質,它們與氧(yang)的(de)(de)(de)親(qin)和(he)(he)力(li)比碳(tan)(tan)(tan)與氧(yang)的(de)(de)(de)親(qin)和(he)(he)力(li)大,優先于碳(tan)(tan)(tan)被(bei)氧(yang)化從而起到保(bao)護(hu)碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)作用;另(ling)一方面,即從動(dong)力(li)學的(de)(de)(de)角度來考(kao)慮添(tian)(tian)加劑(ji)(ji)(ji)與O2,CO或者碳(tan)(tan)(tan)反應(ying)生成(cheng)的(de)(de)(de)化合物(wu)(wu)改(gai)(gai)變碳(tan)(tan)(tan)復合耐火材料的(de)(de)(de)顯(xian)微結(jie)構(gou),如(ru)增加致(zhi)密度,堵塞氣孔,阻礙氧(yang)及反應(ying)產物(wu)(wu)的(de)(de)(de)擴散等。
在(zai)耐(nai)火氧(yang)化(hua)物中,碳(tan)(tan)可以減小熔(rong)渣、鋼水與耐(nai)火材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)潤濕性(xing),增加其導熱(re)性(xing),降低其膨脹,因而使耐(nai)火材(cai)(cai)料(liao)具(ju)有優良的(de)(de)(de)(de)抗(kang)熱(re)震性(xing)能。另外,碳(tan)(tan)具(ju)有較高的(de)(de)(de)(de)熱(re)穩定性(xing),其升(sheng)華(hua)溫(wen)度約4000℃。在(zai)110~140bar的(de)(de)(de)(de)壓力下,碳(tan)(tan)在(zai)相圖中的(de)(de)(de)(de)三相點(固/液(ye)/氣)接近 4020℃,因此,在(zai)低于(yu)110bar壓力時(shi),碳(tan)(tan)升(sheng)華(hua)而不熔(rong)化(hua)。由于(yu)碳(tan)(tan)在(zai)高溫(wen)下氧(yang)化(hua),因此以上研究結果只能在(zai)特定的(de)(de)(de)(de)條件下才能應用。目前,含(han)碳(tan)(tan)耐(nai)火材(cai)(cai)料(liao)最重要的(de)(de)(de)(de)應用領域為:轉爐、電爐和鋼包工作襯2.熔(rong)煉(lian)(lian)金屬用坩堝3.連鑄用關鍵部件4.高爐煉(lian)(lian)鐵用耐(nai)火材(cai)(cai)料(liao).
鎂(mei)砂(sha)(sha)(sha)是生產(chan)MgO–C磚(zhuan)的(de)(de)(de)主(zhu)要原(yuan)(yuan)料(liao),有電(dian)熔鎂(mei)砂(sha)(sha)(sha)和(he)燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)(sha)(sha)之分(fen)。電(dian)熔鎂(mei)砂(sha)(sha)(sha)與(yu)燒結(jie)鎂(mei)砂(sha)(sha)(sha)相(xiang)比具(ju)有方(fang)鎂(mei)石結(jie)晶(jing)粒粗大(da)、顆粒體積(ji)密(mi)度(du)大(da)等優點(dian),是生產(chan)鎂(mei)碳磚(zhuan)中主(zhu)要選用的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)料(liao)。生產(chan)普通鎂(mei)質耐(nai)火材(cai)料(liao),對鎂(mei)砂(sha)(sha)(sha)原(yuan)(yuan)料(liao)要求主(zhu)要具(ju)有高溫強度(du)和(he)耐(nai)侵蝕性能,因此注重鎂(mei)砂(sha)(sha)(sha)的(de)(de)(de)純度(du)及化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)中的(de)(de)(de)C/S比和(he)B2O3含量(liang)。隨(sui)著冶金工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)發展,冶煉條件日益苛刻,在(zai)冶金設備(bei)(轉爐、電(dian)爐、鋼包等)上(shang)應用的(de)(de)(de)MgO–C磚(zhuan)所用的(de)(de)(de)鎂(mei)砂(sha)(sha)(sha),除了化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)外,在(zai)組(zu)織結(jie)構(gou)方(fang)面(mian),還要求高密(mi)度(du)和(he)大(da)結(jie)晶(jing)。