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碳質(zhì)制品是另一類中性耐火材料,根據(jù)含碳原料的成分和制品的礦物組成,分為碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品三類。碳磚是用高品位的石油焦為原料,加焦油、瀝青作粘合劑,在1300℃隔絕空氣條件下燒成。石墨制品(除天然石墨外)用碳質(zhì)材料在電爐中經(jīng)2500~2800℃石墨化處理制得。碳化硅制品則以碳化硅為原料,加粘土、氧化硅等粘結(jié)劑在1350~1400℃燒成。也可以將碳化硅加硅粉在電爐中氮?dú)夥障轮瞥傻瑁蓟柚破贰?/p>
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。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。
不論是在傳統(tǒng)的MgO-C磚還是在目前大量使用的低碳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:對爐渣的不濕潤性。高的導(dǎo)熱性。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%,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。
其特點是操作簡單、附著率高且能迅速燒結(jié)。但因含水量大,順粒較細(xì),故收縮也較大。同時,因噴補(bǔ)層較薄,耐用性也不太好。半干法噴補(bǔ)是將耐火集料、結(jié)合劑、添加劑等組成的混合料,通過噴槍化端的水環(huán)孔眼與水混合,并由壓縮空氣噴射到噴補(bǔ)面上的一種方法,水的用量可根據(jù)噴補(bǔ)情況隨時調(diào)整,一般波動在10?20%之間,這比濕法噴補(bǔ)用水量要低得多。因此,噴補(bǔ)層體積密度大,收縮較小,可獲得較厚的噴補(bǔ)層,耐用性較好,但回彈量稍高于濕法,該噴補(bǔ)方法采用比較普遍。
澆注料又稱耐火澆注料,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,鎂碳磚廠家具有較高流動性,以澆注方式成型的不定形耐火材料。山東穩(wěn)流器同其他不定形耐火材料相比,結(jié)合劑和水分含量較高,流動性較好,故而澆注料應(yīng)用范圍較廣,可根據(jù)使用條件對所用材質(zhì)和結(jié)合劑加以選擇。穩(wěn)流器生產(chǎn)既可直接澆注成襯體使用,又可用澆注或震實方法制成預(yù)制塊使用。澆注料又稱耐火澆注料,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,具有較高流動性,以澆注方式成型的不定形耐火材料。
按照冷混合工藝用合成焦油結(jié)合劑制造的傳統(tǒng)鎂碳磚在焦油受損過程中發(fā)生硬化并獲得必要的強(qiáng)度,因此便形成了各向同性的玻璃狀碳。鎂碳磚廠家轉(zhuǎn)爐用鎂碳磚此種碳未顯現(xiàn)出熱塑性,在內(nèi)襯烘烤或操作使用過程中該熱塑性能適時地消除大量的應(yīng)力。用瀝青結(jié)合劑生產(chǎn)的鎂碳磚,由于在瀝青碳化過程中形成各向異性的石墨化焦炭結(jié)構(gòu),該磚具有較高的高溫塑性。