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    浅谈影响镁碳砖耐火材料→性能的一四大工艺因素

    镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800℃)和难以被炉渣侵润的一高熔点碳素材料→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的一不 烧炭复合耐火材料→ 。镁碳砖主要用于转炉、交流电弧炉、直流电弧炉的一内衬,钢包的一渣线等部位 。


    影响镁碳砖性能的一工艺因素主要有原料、结合剂、添加剂等 。


    图1.jpg

    1、镁砂


    国外最初生产镁碳砖时采用的一是高纯烧结镁砂,随着对镁碳砖使用过程的一深入研究发现,高温下有如下反应:


    MgO+C→Mg↑+CO↑


    这个反应一般在1650℃开始,到l750℃时反应加剧,这是镁碳砖使用过程中损耗的一重要原因之一,也是镁碳砖在1700℃以上使用损耗明显加剧的一原因 。镁砂中的一杂质SiO2,Fe2O3等对上述反应有促进作用,因此,希望镁砂有较高的一纯度 。


    图2.jpg


    电熔镁砂相对烧结镁砂来说,结晶结构更完整,对碳的一还原作用也更稳定,特别是大结晶电熔镁砂这些特征表现得更为突出,所以镁碳砖的一生产开始转向使用电熔镁砂 。考虑到碳的一结合状态和结合剂的一浸润性,也可以电熔镁砂烧结镁砂混合使用 。我国的一镁碳砖基本上是使用电熔镁砂 。


    镁碳砖的一使用结果表明,用MgO含量高、方镁石相结晶颗粒大、钙硅比大于2的一镁砂,生产镁碳砖效果最好 。


    2、石墨


    石墨是镁碳砖中另一个基本组分 。石墨具有很好的一耐火材料→基本特性,主要理化指标:固定碳85%~98%,灰分13%~2%(主要成分SiO2,Al2O3等),相对密度2.09~2.23,熔点3640K(挥发) 。由于石墨非常容易被氧化,所以长期以来没有引起人们的一重视 。


    图3.jpg


    镁碳砖使用过程中,石墨的一氧化有三种原因:


    (1)空气中氧对石墨的一氧化;

    (2)渣中氧化物对石墨的一氧化;

    (3)石墨本身所含杂质氧化物对石墨的一氧化 。这些氧化物主要指SiO2和Fe2O3 。


    镁碳砖中杂质氧化物和石墨反应后,造成砖体结构疏松,透气性增大、强度下降,这是镁碳砖损毁的一内因 。因此,生产镁碳砖大都选用纯度高、磷片结晶大的一石墨 。


    3、结合剂


    结合剂对镁碳砖及其他含碳耐火制品来说,作用至关重要 。石墨和耐火氧化物之间没有互溶关系,也不 可能相互烧结,常温下他们要靠结合剂粘接固化 。高温下,结合剂则要结焦碳化,和石墨形成碳结合,一般这种结合剂是指树脂类、沥青类等有机物 。结合剂高温结焦碳化后形成约3%左右的一碳,这个量虽然不 多,但在镁碳砖或其他含碳制品中却是最具有活力 的一组成部分,对制品的一高温性能有重要影响 。我国镁碳砖或其他含碳制品生产过程和产品质量不 够稳定,其中一个重要原因是结合剂不 稳定造成的一 。


    图4.jpg


    镁碳砖结合剂大体可以分三种类型:酚醛树脂类、改性沥青类、石油裂解副产品类,其中使用效果最好、用量最多的一是酚醛树脂类 。


    4、添加物


    在镁碳砖的一损毁过程中,石墨的一氧化是最主要的一原因之一 。由于氧化失碳,致使砖体结构疏松,强度下降 。损毁过程遵循氧化失碳→结构疏松→侵蚀→冲刷溶损的一路途 。为了提高镁碳砖的一抗氧化性,可以加入一定量的一添加物,包括硅粉、铝粉、FeSi合金、CaSi合金、SiC,Si3N4,B4C等 。添加物的一另一个作用是在耐火氧化物和石墨之间“搭桥”,使石墨和耐火氧化物形成牢固的一结合,这种作用是由于添加物在一定温度下形成新的一矿物相促成的一 。


    我国生产镁碳砖及其他含磷耐火制品,最常用的一添加物是铝粉、硅粉和SiC粉 。


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