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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氣氛下制成氮化硅-碳化硅制品。
以電熔法使鎂鉻混合粉料熔融,通過熔體析晶,形成顯微結(jié)構(gòu)相當(dāng)均勻的、以鎂鉻尖晶石和方鎂石混晶為主要相組成的原料,把這種電熔鎂鉻料粉碎成一定顆粒粒度,混合成型,經(jīng)燒成以制備再結(jié)合磚,或直接用做化學(xué)結(jié)臺磚。再結(jié)合磚的顯微結(jié)構(gòu)特征是高度的直接結(jié)合和含有大量的尖晶石脫溶相:含有大量脫溶相的基晶,從本質(zhì)上改變了方鎂石的物理化學(xué)性質(zhì),如降低熱膨脹系數(shù)、提高抗熱震性,改善對酸-堿性渣侵蝕的抵抗能力。再結(jié)合磚有同熔鑄磚使用效果相似的性狀,但有比熔鑄磚更好的耐溫度急變性和更均勻的顯微結(jié)構(gòu)。
藍晶石粉可以在低于1350℃下發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)生較小體積膨脹,析出的SiO2又可與材料中的α-Al2O3反應(yīng)生成莫來石,這樣也有助于結(jié)合。如果在液相范圍內(nèi)產(chǎn)生膨脹,那么膨脹會引起液體的移動,澆注料的許多空隙可能被液體填充。所以莫來石的生成不僅能夠提高澆注料的結(jié)構(gòu)強度,改善燒后線變化,而且還能部分消除澆注料在高溫和冷卻過程中產(chǎn)生的收縮裂縫,從而提高澆注料的使用壽命,所以,在細粉中應(yīng)添加適量的藍晶石粉。但其加入量過大時,導(dǎo)致澆注料剝落,故其加入量以10%左右為宜。
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,鋼包檔渣墻以及特殊碳質(zhì)樹脂,多元醇,瀝青變性酚醛樹脂,合成樹脂等。目前所用到的結(jié)合劑有以下幾種類型:瀝青類物質(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,過去曾大量使用;但是焦油瀝青中含有致癌的芳香烴,鋼包檔渣墻銷售尤其是苯并茁含量高;由于環(huán)境意識的加強,現(xiàn)在焦油瀝青的使用量在減少。樹脂類物質(zhì)。合成樹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),對耐火材料的抗熱震性和抗氧化性都不理想。
近期中國耐火材料行業(yè)協(xié)會對52家耐材生產(chǎn)企業(yè)進行的調(diào)研顯示,2012年耐材企業(yè)銷售收入同比降低4.29%,實現(xiàn)利潤同比降低21.40%;2012年以來,應(yīng)收貨款同比上升15.34%。為此,工信部昨日發(fā)布《關(guān)于促進耐火材料產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的若干意見》,意見指出到2015年,高端耐火材料基本自給,菱鎂礦石資源綜合利用率不低于90%,耐火粘土礦石資源綜合利用率不低于80%。到2020年,兩種礦石資源綜合利用率分別高于95%和90%。并推進聯(lián)合重組、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、強化節(jié)能降耗、淘汰落后產(chǎn)能。