一、鎂碳磚原材料都有什么
鎂碳磚的主要原料包括電熔鎂砂或燒結(jié)鎂砂、鱗片狀石墨、有機(jī)結(jié)合劑以及抗氧化劑。
1、鎂砂
鎂砂是生產(chǎn)MgO–C磚的主要原料,有電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂之分。電熔鎂砂與燒結(jié)鎂砂相比具有方鎂石結(jié)晶粒粗大、顆粒體積密度大等優(yōu)點,是生產(chǎn)鎂碳磚中主要選用的原料。生產(chǎn)普通鎂質(zhì)耐火材料,對鎂砂原料要求主要具有高溫強(qiáng)度和耐侵蝕性能,因此注重鎂砂的純度及化學(xué)成分中的C/S比和B2O3含量。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展,冶煉條件日益苛刻,在冶金設(shè)備(轉(zhuǎn)爐、電爐、鋼包等)上應(yīng)用的MgO–C磚所用的鎂砂,除了化學(xué)成分外,在組織結(jié)構(gòu)方面,還要求高密度和大結(jié)晶。
2、碳源
不論是在傳統(tǒng)的MgO-C磚還是在大量使用的低碳MgO-C磚,主要利用鱗片狀石墨作為其碳源。石墨作為生產(chǎn)MgO-C磚的主要原料,主要得益于其優(yōu)良的物理性能:①對爐渣的不濕潤性。②高的導(dǎo)熱性。③低的熱膨脹性。此外,石墨與耐火材料在高溫下不發(fā)生共熔,耐火度高。石墨的純度對MgO-C磚的使用性能影響較大,一般要使用碳含量大于95%,最好是大于98%的石墨。
除石墨外,炭黑也普遍用于鎂碳磚的生產(chǎn)。炭黑是由烴類碳?xì)浠衔锏臒岱纸饣虿煌耆紵频玫木哂懈叨确稚⒌暮谏勰钐假|(zhì)物料,炭黑顆粒細(xì)?。ㄐ∮?μm),比表面積大,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90~99%,純度高,粉末電阻率大,熱穩(wěn)定性高,熱導(dǎo)率較低,屬難石墨化碳。炭黑的加入可有效改善MgO-C磚的抗剝落性,增加殘?zhí)剂?,并提高磚的密度。
3、結(jié)合劑
生產(chǎn)MgO-C磚常用的結(jié)合劑有煤焦油,煤瀝青和石油瀝青,以及特殊碳質(zhì)樹脂,多元醇,瀝青變性酚醛樹脂,合成樹脂等。所用到的結(jié)合劑有以下幾種類型:
1)瀝青類物質(zhì)。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?zhí)悸矢撸杀镜偷奶攸c,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(huán)境意識的加強(qiáng),現(xiàn)在焦油瀝青的使用量在減少。
2)樹脂類物質(zhì)。合成樹脂是由苯酚和甲醛反應(yīng)制得,在常溫下便能和耐火材料顆粒很好的混合,炭化后殘?zhí)悸矢?,是?dāng)前生產(chǎn)MgO-C磚用主要結(jié)合劑;但它炭化后形成的玻璃態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對耐火材料的抗熱震性和抗氧化性都不理想。
3)在瀝青和樹脂的基礎(chǔ)上,經(jīng)過改性得到的物質(zhì)。如果結(jié)合劑炭化后能形成鑲嵌結(jié)構(gòu)和原位形成碳纖維物質(zhì),那么這種結(jié)合劑將改善耐火材料的高溫性能。
4、抗氧化劑
為了提高M(jìn)gO-C磚的抗氧化性,常加入少量的添加劑,常見的添加劑有Si、Al、Mg、Al-Si,Al-Mg,Al-Mg-Ca,Si-Mg-Ca、SiC、B4C、BN和Al-B-C和Al-SiC-C系等添加劑。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(xué)觀點出發(fā),即在工作溫度下,添加物或者添加物和碳反應(yīng)生成其他物質(zhì),它們與氧的親和力比碳與氧的親和力大,優(yōu)先于碳被氧化從而起到保護(hù)碳的作用;另一方面,即從動力學(xué)的角度來考慮添加劑與O2,CO或者碳反應(yīng)生成的化合物改變碳復(fù)合耐火材料的顯微結(jié)構(gòu),如增加致密度,堵塞氣孔,阻礙氧及反應(yīng)產(chǎn)物的擴(kuò)散等。
二、鎂碳磚的主要用途
鎂碳磚是以高熔點堿性氧化物氧化鎂(熔點2800℃)和難以被爐渣侵潤的高熔點碳素材料作為原料,添加各種非氧化物添加劑。用炭質(zhì)結(jié)合劑結(jié)合而成的不燒碳復(fù)合耐火材料。鎂碳磚主要用于轉(zhuǎn)爐、交流電弧爐、直流電弧爐的內(nèi)襯,鋼包的渣線等部位。
鎂碳磚作為一種復(fù)合耐火材料,有效地利用了鎂砂的抗渣侵蝕能力強(qiáng)和碳的高導(dǎo)熱性及低膨脹性,補(bǔ)償了鎂砂耐剝落性差的最大缺點。其主要特點有:具有良好的耐高溫性能,抗渣能力強(qiáng),抗熱震性好,高溫蠕變低。