含碳不燒耐火磚的應用介紹

什么是含碳耐火磚？含碳耐火磚的典型制品是MgO—C、Al2O3—C、ZrO2—C質(zhì)耐火磚，其中MgO—C質(zhì)耐火磚是在1970年左右試驗成功，作為水冷電爐側墻磚試用，其后用于轉爐，確認效果良好，因而迅速普及。MgO—C磚的特點(diǎn)是：耐爐渣侵蝕和抗熱震性良好。
以前鎂鉻質(zhì)及白云石質(zhì)磚的缺點(diǎn)是吸收爐渣成分，產(chǎn)生結構剝落。MgO—C質(zhì)磚通過(guò)加入石墨，消除了這一缺點(diǎn)，其特點(diǎn)是將反應層限定在工作面。MgO—C質(zhì)磚的開(kāi)發(fā)已經(jīng)歷了28年。在這期間，研究了氧化鎂原料的質(zhì)量及使用粒度、石墨的選擇、金屬的應用等。工作面達到新規定的溫度時(shí)，背面也有相當廣泛的溫度分布。此時(shí)，根據碳結合的形成情況，預測會(huì )在內部形成脆弱層，必須充分掌握各溫度區域的特性。
我們已經(jīng)了解到，在鋼鐵生產(chǎn)工藝中，雖然還存在著(zhù)許多氧氣分壓比較低的作業(yè)情況，但是含碳耐火磚能夠普及的理由是其具有吸收高溫下的熱變化而產(chǎn)生的應力，防止熔融金屬或爐渣浸潤等耐火磚所要求的基本特性的緣故。研究了這種耐火磚的結合劑酚醛樹(shù)脂、各種瀝青、金屬粉末及其高溫結合反應。另外，對于這種耐火磚，開(kāi)發(fā)出防止氧化材料是必要條件。

含碳不燒磚應用

含碳不燒磚是隨著(zhù)鋼鐵冶煉新技術(shù)、新工藝、新裝備的發(fā)展而產(chǎn)生的，是在耐火材料領(lǐng)域中開(kāi)發(fā)研究和推廣應用活躍的領(lǐng)域，并且取得了豐碩的成果。含碳不燒磚的品種較多，主要有鋁炭磚、鋁鎂炭磚、鋁鋯炭磚、Al2O3-SiC-C磚、鎂炭磚、鎂鈣炭磚和鎂白云石炭磚等。該類(lèi)磚在高爐、煉鋼轉爐和電爐、鋼包、澆鋼系統、魚(yú)雷式鐵水罐和高爐出鐵溝等熱工設備上應用，取得顯著(zhù)效果。本節介紹重要的含碳不燒磚品種，配制原則、生產(chǎn)工藝和性能。鋁炭磚鋁炭磚屬于鋁炭質(zhì)耐火材料范圍。所謂鋁炭質(zhì)耐火材料就是用含氧化鋁材料和炭素材料作原料、有時(shí)摻加碳化硅、金屬硅等外加物，用樹(shù)脂等有機結合劑制成的炭結合耐火材料。其品種有鋁炭質(zhì)滑板磚、鑄口磚、耐堿鋁炭磚和高爐鋁炭磚等，性能特點(diǎn)是抗侵蝕性強、熱震穩定性好、強度高和熱導率高。

高爐鋁炭磚是高爐內襯更新?lián)Q代的良好材料，其性能優(yōu)于高爐內村傳統耐火磚，與氮化硅結合碳化硅磚的性能相似，成本降低2/3。因此，鋁炭磚問(wèn)世以來(lái)，已在高爐上得到了應用，并獲得良好的使用效果。高爐鋁炭磚的品種不同，使用的原材料也有區別。耐火骨料和粉料主要用、一級礬土熟料，也可用白剛玉、椋剛玉等材料；炭素材料主要用鱗片石墨，還有中溫瀝青等；碳化硅則用或一級品，也可用致密SiC；結合劑用酚醛樹(shù)脂，其固含量≥75%，游離酚≤6%，殘碳量≥43%，含水率≤2%，密度1.1g/cm3左右。該磚用的耐火骨料臨界粒徑為8mm，其通用配合比：粗骨料40%~60%、細骨料5%~20%、鱗片石墨8%~15%、SiC4%~10%、耐火粉料15%~25%和結合劑4%~6%。
另外，根據需要摻加超微粉、抗堿劑和膨脹劑等外加物。鋁炭磚的生產(chǎn)工藝流程。其技術(shù)措施是耐火骨料多級級配，外加物或固體結合劑與耐火粉料制成預混合粉，同時(shí)摻加適量的外加劑?；炝蠒r(shí)，先加顆粒料和結合劑，待顆粒料完全被結合劑包裹后，再加各種粉料，混練15-20min；拌和料在300t壓磚機上成型，加壓次數不少于10次。壓磚機噸位越大，加壓次數越少，但不得少于5次、同時(shí)，操作應先輕后重，便于排氣和減少裂紋。成型后的半成品，檢驗外觀(guān)、尺寸和質(zhì)量等。檢驗合格的半成品，裝入倒焰窯中焙燒固化，直接或間接加熱均可。焙燒固化溫度依結合劑的品種而定，一般為200-250℃，焙燒時(shí)間一般為20-50h。其中，在50-60℃時(shí)樹(shù)脂開(kāi)始軟化，在100-110℃時(shí)樹(shù)脂中的溶劑排除，因此應適當保溫。達到固化溫度時(shí)，為了使反應進(jìn)行完全并形成炭結合，也應適當保溫。當然，炭結合的終形成，是在較高溫度下進(jìn)行的。出窯后的制品，應堆放在庫房?jì)?，也可暫時(shí)露天貯放。
鋁炭磚熱處理后的性能較好，耐壓強度一般為35~45MPa；熱面溫度為900℃時(shí)，熱導率一般約為10W/（m·K）；抗堿性試驗后磚的耐壓強度25~50MPa，透氣度也很小。透氣度為零稱(chēng)為致密型鋁炭磚。致密型鋁炭磚具有優(yōu)良的抗堿性能，經(jīng)過(guò)抗堿試驗后，強度不但不降低，反而提高了；鋁炭磚進(jìn)行抗渣性試驗時(shí)，當減重為21%時(shí)，仍顯示出優(yōu)良的性能。鐵水熔蝕指數，鋁炭轉為≤2.85%，而炭塊一般為25%左右。致密型鋁炭磚與氮化硅結合SiC磚相比，在相同抗渣試驗條件下，前者失重率約為0.7%，棱角完整有斜裂紋，后者失重率為0.9%左右，棱角完整有斜裂紋。這就是說(shuō)，鋁炭磚也具有優(yōu)良的抗渣性能。鋁炭磚使用后的殘磚，一般來(lái)說(shuō)失去結合劑而喪失強度，呈粉狀。如鋁炭磚經(jīng)埋炭燒成后，則無(wú)此現象，故燒成鋁炭磚應運而生，但某些性能稍遜于不燒鋁炭磚。