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鎂砂是生產(chǎn)MgO–C磚的主要原料,有電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂之分。電熔鎂砂與燒結(jié)鎂砂相比具有方鎂石結(jié)晶粒粗大、顆粒體積密度大等優(yōu)點,是生產(chǎn)鎂碳磚中主要選用的原料。生產(chǎn)普通鎂質(zhì)耐火材料,對鎂砂原料要求主要具有高溫強度和耐侵蝕性能,因此注重鎂砂的純度及化學成分中的C/S比和B2O3含量。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展,冶煉條件日益苛刻,在冶金設備(轉(zhuǎn)爐、電爐、鋼包等)上應用的MgO–C磚所用的鎂砂,除了化學成分外,在組織結(jié)構方面,還要求高密度和大結(jié)晶。
高鋁磚耐火度1770-1790℃,三氧化鋁(Al2O3)含量大于48%的一種耐火磚。其特點是:耐壓強度高、耐火度高。耐沖擊性好、抗腐蝕強、抗渣性優(yōu)良、使用壽命長,荷重化溫度高,高溫下的結(jié)構強度高。鎂磚耐火度達2000℃以上,以燒成鎂砂為主要原料,經(jīng)機壓成型后在1500℃左右的高溫燒成的制品。因其高溫性能好,抗冶金爐渣能力強,被廣泛應用于鋼鐵工業(yè)煉鋼爐襯和混鐵爐等,目前轉(zhuǎn)爐層用鎂磚多為燒成鎂磚和鎂硅磚。耐火磚里面、黏土磚、高鋁磚、鎂磚,其中的鎂磚耐火溫度比較高,高達2000多度;其次是高鋁磚,耐火溫度為1770-1790度;然后是黏土磚。
在耐火氧化物中,碳可以減小熔渣、鋼水與耐火材料的潤濕性,江蘇燒結(jié)鎂磚增加其導熱性,降低其膨脹,因而使耐火材料具有優(yōu)良的抗熱震性能。另外,碳具有較高的熱穩(wěn)定性,其升華溫度約4000℃。在110~140bar的壓力下,碳在相圖中的三相點(固/液/氣)接近 4020℃,因此,在低于110bar壓力時,碳升華而不熔化。鋼包燒結(jié)鎂磚由于碳在高溫下氧化,因此以上研究結(jié)果只能在特定的條件下才能應用。目前,含碳耐火材料最重要的應用領域為:轉(zhuǎn)爐、電爐和鋼包工作襯2.熔煉金屬用坩堝3.連鑄用關鍵部件4.高爐煉鐵用耐火材料.
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,該磚具有較高的高溫塑性。
可塑性是指耐火材料與結(jié)合劑、稀釋劑調(diào)制到規(guī)定稠度并揉搓成型后,當承受外力時,形狀雖然改變但卻不開裂的性能。一般說來,凡摻加了結(jié)合劑的耐火材料均具有一定的可塑性。耐火可塑料、搗打料、結(jié)合黏土或摻有某些結(jié)合劑的物料,具有較明顯的可塑性質(zhì),但用機械壓制的半干成型制品的可塑性極差。耐火磚砌筑需要在常溫及高溫下都具有一定黏合力的材料,故通常使用耐火泥漿。硅質(zhì)、黏土質(zhì)、高鋁質(zhì)、鎂質(zhì)耐火泥漿,在常溫下,通過分子間力,實現(xiàn)耐火材料制品之間的粘合。在高溫環(huán)境中,由于燒結(jié)作用,則可實現(xiàn)陶瓷結(jié)合。為了能再較低溫度下實現(xiàn)陶瓷結(jié)合,可以在泥漿中要摻加一些促燒結(jié)。
鎂碳磚的成型是使耐火磚組織結(jié)構致密化的重要因素: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,搬運和筑砌時易滑動,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。一般稱這種處理為防滑處理。