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在耐火氧化物中,碳可以減小熔渣、鋼水與耐火材料的潤(rùn)濕性,寧波檔渣墻增加其導(dǎo)熱性,降低其膨脹,因而使耐火材料具有優(yōu)良的抗熱震性能。另外,碳具有較高的熱穩(wěn)定性,其升華溫度約4000℃。在110~140bar的壓力下,碳在相圖中的三相點(diǎn)(固/液/氣)接近 4020℃,因此,在低于110bar壓力時(shí),碳升華而不熔化。中間包檔渣墻由于碳在高溫下氧化,因此以上研究結(jié)果只能在特定的條件下才能應(yīng)用。目前,含碳耐火材料最重要的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋恨D(zhuǎn)爐、電爐和鋼包工作襯2.熔煉金屬用坩堝3.連鑄用關(guān)鍵部件4.高爐煉鐵用耐火材料.
碳質(zhì)制品的熱膨脹系數(shù)很低,導(dǎo)熱性高,耐熱震性能好,高溫強(qiáng)度高。在高溫下長(zhǎng)期使用也不軟化,不受任何酸堿的侵蝕,有良好的抗鹽性能,也不受金屬和熔渣的潤(rùn)濕,質(zhì)輕,是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料。缺點(diǎn)是在高溫下易氧化,不宜在氧化氣氛中使用。碳質(zhì)制品廣泛用于高溫爐爐襯(爐底、爐缸、爐身下部等)、熔煉有色金屬爐的襯里。石墨制品可以做反應(yīng)槽和石油化工的高壓釜內(nèi)襯。碳化硅與石墨制品還可以制成熔煉銅同金和輕合金用的坩堝。
直接結(jié)合鎂鉻磚是在普通鎂鉻磚的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,其生產(chǎn)特點(diǎn)主要有兩點(diǎn),一是采用較純的原料,二是采用較高的燒成溫度。所謂的直接結(jié)合是指磚中鉻礦顆粒與方鎂石之間有較多的直接接觸,因?yàn)樵现蠸iO2較少(控制在1%?25%以下),硅酸鹽生成量少,通過(guò)高溫?zé)墒侄问构杷猁}擠壓到固相顆粒的角落里。從而提高固相的直接結(jié)合。直接結(jié)合鎂鉻磚由于直接結(jié)合程度高,從而使磚具有較高的高溫強(qiáng)度、抗渣性、抗侵蝕、耐沖刷、耐腐蝕及優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性和在1800℃下的體積穩(wěn)定性。
配料中加入石墨的質(zhì)量和數(shù)量至關(guān)重要。一般來(lái)說(shuō),增加耐火磚中石墨含量,耐火磚的抗渣性和熱震穩(wěn)定性會(huì)提高,但強(qiáng)度和抗氧化性均會(huì)降低,若鎂碳磚中碳含量太少(<10%),耐火磚中不能形成網(wǎng)絡(luò)骨架,則碳的優(yōu)勢(shì)不能有效地發(fā)揮。所以,碳含量在10—20%范圍內(nèi)較為合適?;炝线^(guò)程中,為了使石墨均勻地包圍在鎂砂顆粒周?chē)?,加料順序?yīng)為:鎂砂顆粒→結(jié)合劑→石墨→鎂砂細(xì)粉與添加劑粉。由于石墨含量大、密度小,添加劑量又非常少,欲混合均勻,需要較長(zhǎng)的時(shí)間,但混合時(shí)間過(guò)長(zhǎng)又容易使鎂砂顆粒周?chē)氖图?xì)粉脫落,所以混合時(shí)間要適當(dāng)。
鎂碳磚的成型是使耐火磚組織結(jié)構(gòu)致密化的重要因素:由于泥料中石墨量大,骨料臨界顆粒小,因此宜采用高壓成型并嚴(yán)格按照先輕后重,多次加壓的操作規(guī)程壓制,以免產(chǎn)生成型裂紋。采用抽真空,排氣加壓的操作規(guī)程。另外,高壓成型的磚坯表面非常光滑,搬運(yùn)和筑砌時(shí)易滑動(dòng),所以成型后的磚坯要采取浸漬或涂抹0.1一2mm厚的熱硬性樹(shù)脂形成樹(shù)脂膜防止滑動(dòng)。一般稱(chēng)這種處理為防滑處理。