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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)恿享樞驊?yīng)為:鎂砂顆?!Y(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)。
澆注料又稱(chēng)耐火澆注料,是一種由耐火物料加入一定量結(jié)合劑制成的粒狀和粉狀材料,鎂碳磚廠(chǎng)家具有較高流動(dòng)性,以澆注方式成型的不定形耐火材料。同其他不定形耐火材料相比,結(jié)合劑和水分含量較高,流動(dòng)性較好,故而澆注料應(yīng)用范圍較廣,可根據(jù)使用條件對(duì)所用材質(zhì)和結(jié)合劑加以選擇。既可直接澆注成襯體使用,又可用澆注或震實(shí)方法制成預(yù)制塊使用。澆注料又稱(chēng)耐火澆注料,是一種由耐火物料加入一定量結(jié)合劑制成的粒狀和粉狀材料,具有較高流動(dòng)性,以澆注方式成型的不定形耐火材料。
通過(guò)添加碳,可生產(chǎn)多種耐火磚,特別是鎂碳質(zhì)高級(jí)堿性耐火材料。向耐火材料中添加碳有多種方法:焦油瀝青或合成樹(shù)脂浸漬鎂鋁碳磚,燒結(jié)氧化物耐火材料的開(kāi)口氣孔率約為12%,這些孔隙大部分可被焦油瀝青或樹(shù)脂所填充。由于揮發(fā)份的揮發(fā)、致密度相對(duì)較低,這類(lèi)制品的殘?zhí)悸始s為2%~3%。以特級(jí)礬土熟料、電熔鎂砂、酚醛樹(shù)脂及高純石墨為主要原料,配以各種添加劑研制的鋁鎂碳磚,應(yīng)用于宣鋼煉鋼廠(chǎng)80噸轉(zhuǎn)爐鋼包取得了良好的效果,滿(mǎn)足了生產(chǎn)的要求.1 濕法噴補(bǔ)是將耐火集料、結(jié)合劑、添加劑與水混合制成一定稠度的泥漿,然后通過(guò)噴補(bǔ)機(jī)用壓縮空氣鎂鋁碳磚將泥漿噴射到噴補(bǔ)面上的一種方法。
在瀝青和樹(shù)脂的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)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。為了提高M(jìn)gO-C磚的抗氧化性,常加入少量的添加劑,添加劑的作用原理大致可分為兩個(gè)方面:一方面是從熱力學(xué)觀點(diǎn)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(dòng)力學(xué)的角度來(lái)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。
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,中間包檔渣堰以及特殊碳質(zhì)樹(shù)脂,多元醇,瀝青變性酚醛樹(shù)脂,合成樹(shù)脂等。目前所用到的結(jié)合劑有以下幾種類(lèi)型:瀝青類(lèi)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?,成本低的特點(diǎn),過(guò)去曾大量使用;但是焦油瀝青中含有致癌的芳香烴,中間包檔渣堰銷(xiāo)售尤其是苯并茁含量高;由于環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng),現(xiàn)在焦油瀝青的使用量在減少。樹(shù)脂類(lèi)物質(zhì)。合成樹(shù)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(duì)耐火材料的抗熱震性和抗氧化性都不理想。
通過(guò)轉(zhuǎn)爐噴槍耐火澆注料的應(yīng)用,加入純鋁酸鈣水泥可使?jié)沧⒘暇哂休^高的強(qiáng)度,電爐噴補(bǔ)料但純鋁酸鈣水泥加入量過(guò)多將帶入較多的CaO,從而降低澆注料的高溫性能;因此,在保證一定的常溫強(qiáng)度和施工性能的條件下,應(yīng)盡量減少其加入量,以提高澆注料的高溫性能;其加入量以5%為宜。在澆注料中加入一定量的硅灰,對(duì)于降低加水量、提高水泥水化結(jié)合強(qiáng)度、降低澆注料氣孔率、提高其中溫強(qiáng)度貢獻(xiàn)很大;同時(shí),由于硅灰的主要成分是SiO2,且雜質(zhì)含量較多,當(dāng)其加入量過(guò)高時(shí)易降低澆注料的高溫性能。