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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>
耐火修補(bǔ)料的品種多、應(yīng)用廣。其分類有三種:一是按修補(bǔ)料品種分為高鋁質(zhì)、黏土質(zhì)和鎂質(zhì)等;二是按施工方法分為耐火噴補(bǔ)料、耐火投補(bǔ)料、耐火壓入法和火焰噴補(bǔ)料等;三是按用途分為高爐噴補(bǔ)料、轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)料、電爐噴補(bǔ)料、鋼包噴補(bǔ)料魚雷式鐵水罐噴補(bǔ)料和均熱爐噴補(bǔ)料等。耐火噴補(bǔ)料耐火噴補(bǔ)料與耐火噴涂料的材料組成和噴涂工藝,基本相似。前者用于修補(bǔ)熱工設(shè)備的村體,后者用于噴涂熱工設(shè)備的村體。
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。
低導(dǎo)熱可以實(shí)現(xiàn)筒體溫度下降和減少散熱損失,從而降低能耗。輕量化:設(shè)計(jì)材料結(jié)構(gòu),在保證必須的耐堿性等功能性前提下實(shí)現(xiàn)輕量化;微孔技術(shù):研究微結(jié)構(gòu)和性能可調(diào)控工藝技術(shù);多層復(fù)合技術(shù):研究層結(jié)構(gòu)耐火材料復(fù)合界面的全壽命熱匹配穩(wěn)定性調(diào)控技術(shù)。主要有:輕質(zhì)耐堿澆注料、低導(dǎo)熱抗剝落磚、多層復(fù)合硅莫磚、多層復(fù)合莫來石磚、高強(qiáng)低導(dǎo)鎂鋁尖晶石磚等。無鉻化——解決鉻污染問題。用于水泥回轉(zhuǎn)窯高溫帶,重點(diǎn)研究耐火材料的掛窯皮性、荷重軟化溫度和康熱震性;實(shí)現(xiàn)水泥窯用耐火材料全窯無鉻化。主要有:方鎂石—鐵鋁尖晶石磚、鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚、鎂鈣鋯磚、鎂鋁尖晶石磚等無鉻化尖晶石磚。
混料過程中,為了使石墨均勻地包圍在鎂砂顆粒周圍,加料順序應(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,需要較長的時(shí)間,但混合時(shí)間過長又容易使鎂砂顆粒周圍的石墨和細(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厚的熱硬性樹脂形成樹脂膜防止滑動(dòng)。一般稱這種處理為防滑處理。
鎂磚氧化鎂含量在90%以上、鋼包用鎂碳磚以方鎂石為主晶相的堿性耐火材料。澆注料銷售電爐鎂碳磚一般可分為燒結(jié)鎂磚(又稱燒成鎂磚)和化學(xué)結(jié)合鎂磚(又稱不燒鎂磚)兩大類。蓄熱磚,純度和燒成溫度高的鎂磚,由于方鎂石晶粒直接接觸,稱為直接結(jié)合鎂磚;用電熔鎂砂為原料制成的磚稱為電熔再結(jié)合鎂磚。唐山轉(zhuǎn)爐澆注料一般可分為燒結(jié)鎂磚(又稱燒成鎂磚)和化學(xué)結(jié)合鎂磚(又稱不燒鎂磚)兩大類。純度和燒成溫度高的鎂磚,由于方鎂石晶粒直接接觸,稱為直接結(jié)合鎂磚;用電熔鎂砂為原料制成的磚稱為電熔再結(jié)合鎂磚。