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通過添加碳,可生產(chǎn)多種耐火磚,特別是鎂碳質(zhì)高級堿性耐火材料。向耐火材料中添加碳有多種方法:焦油瀝青或合成樹脂浸漬鎂鋁碳磚,燒結(jié)氧化物耐火材料的開口氣孔率約為12%,這些孔隙大部分可被焦油瀝青或樹脂所填充。由于揮發(fā)份的揮發(fā)、致密度相對較低,這類制品的殘?zhí)悸始s為2%~3%。以特級礬土熟料、電熔鎂砂、酚醛樹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80噸轉(zhuǎn)爐鋼包取得了良好的效果,滿足了生產(chǎn)的要求.1 濕法噴補是將耐火集料、結(jié)合劑、添加劑與水混合制成一定稠度的泥漿,然后通過噴補機用壓縮空氣鎂鋁碳磚將泥漿噴射到噴補面上的一種方法。
泥料的制備。配種時顆粒臨界尺寸的選擇是重要的。骨料顆粒細(xì)化,可減少開口氣孔率,增強抗氧化能力。但是骨料顆粒小,會使閉口氣孔增加,體積密度降低。另外,細(xì)粒MgO骨料容易和石墨反應(yīng),通常認(rèn)為顆粒粒徑1mm為宜。在有高壓成型設(shè)備的條件下,鎂砂的顆粒趨向于微細(xì)化。我國成型設(shè)備的壓力較低,為了提高耐火磚密度,許多廠家采用5mm以上的顆粒直徑。配料中加入石墨的質(zhì)量和數(shù)量至關(guān)重要。一般來說,增加耐火磚中石墨含量,耐火磚的抗渣性和熱震穩(wěn)定性會提高,但強度和抗氧化性均會降低,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)勢不能有效地發(fā)揮。所以,碳含量在10—20%范圍內(nèi)較為合適。
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)物的擴散等。
當(dāng)進(jìn)行較大體積或厚度的多層耐火澆注料施工時,層料振搗完畢,應(yīng)將泛漿層劃破再加第二層料。因泛漿層表面較光,易造成厚度分層現(xiàn)象硬化是指耐火材料與結(jié)合劑之間發(fā)生物理化學(xué)變化后所形成的結(jié)構(gòu),在一定的外界環(huán)境條件下所具有的機械強度。多種不定形耐火材料,在膠結(jié)劑的作用下,不需經(jīng)過高溫?zé)Y(jié),只要滿足它的特定要求,即可實現(xiàn)化學(xué)或物理結(jié)合而達(dá)到耐火材料的硬化并具有較高的強度。如各種類型的耐火水泥,當(dāng)與耐火骨料、粉料及水混合后,經(jīng)過一段時間養(yǎng)護(hù)、不斷硬化,強度不斷提高。高溫?zé)赡突鸩牧希蚴菬釃娧a的耐火材料,在溫度下降的過程中,原有液相玻璃化或是晶體活性降低而實現(xiàn)了硬化過程。
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度,因此便形成了各向同性的玻璃狀碳。檔渣壩銷售鎂碳磚廠家轉(zhuǎn)爐用鎂碳磚此種碳未顯現(xiàn)出熱塑性,鋼包檔渣壩在內(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。