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2024.11.19

一种复合耐火材料——镁碳砖

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      镁碳砖是一种复合耐火材料,其主要原料包括电熔镁砂或烧结镁砂、鳞片状石墨、有机结合剂及抗氧化剂。

      镁砂是镁碳砖的主要原料,分为电熔镁砂和烧结镁砂。电熔镁砂具有方镁石结晶粒粗大、颗粒体积密度大的优点,是生产镁碳砖的主要原料。生产普通镁质耐火材料时,要求镁砂具有高温强度和耐侵蚀性能,注重其纯度及化学成分中的C/S比和B2O3含量。随着冶金工业的发展,镁砂除了化学成分外,还要求高密度和大结晶。

      鳞片状石墨作为碳源,具有对炉渣不湿润性、高导热性和低热膨胀性等优点。石墨的纯度对MgO-C砖的使用性能影响较大,一般要使用碳含量大于95%,更好是大于98%的石墨。炭黑也可用于镁碳砖的生产,它是一种黑色粉末状碳质物料,具有高度分散性、高碳质量分数、高热稳定性等特点,可提高砖的密度。

      生产镁碳砖常用的结合剂有煤焦油、煤沥青、石油沥青、特殊碳质树脂、多元醇、沥青变性酚醛树脂及合成树脂。这些结合剂有以下几种类型:焦油沥青具有与石墨、氧化镁亲和力大、炭化后残碳率高、成本低的特点;合成树脂是由苯酚和甲醛反应制得,在常温下便能和耐火材料颗粒很好地混合,炭化后残碳率高;经过改性得到的物质在炭化后能形成镶嵌结构和原位形成碳纤维物质,可改善耐火材料的高温性能。

      为了提高镁碳砖的抗氧化性,常加入少量的添加剂。常见的添加剂有Si、Al、Mg、Al-Si、Al-Mg、Al-Mg-Ca、Si-Mg-Ca、SiC、B4C、BN和Al-B-C及Al-SiC-C系等。这些添加剂的作用原理大致可分为两个方面:从热力学观点出发,添加物或添加物与碳反应生成其他物质,它们与氧的亲和力比碳与氧的亲和力大,优先于碳被氧化;从动力学角度考虑,添加剂与O2、CO或碳反应生成的化合物改变碳复合耐火材料的显微结构,如增加致密度,堵塞气孔,阻碍氧及反应产物的扩散等。

      镁碳砖主要用于转炉、交流电弧炉、直流电弧炉的内衬,钢包的渣线等部位。镁碳砖以其良好的耐高温性能、抗渣能力强、抗热震性好、高温蠕变低等特点,有效地利用了镁砂的抗渣侵蚀能力强和碳的高导热性及低膨胀性,补偿了镁砂耐剥落性差的更大缺点。


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