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耐火材料行业 | 镁碳砖简介

发表时间:2024-07-10 访问量:914

什么是镁碳砖

镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800℃)和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料,添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料。镁碳砖主要用于转炉、交流电弧炉、直流电弧炉的内衬,钢包的渣线等部位。

(一)镁碳砖作为一种复合耐火材料,有效地利用了镁砂的抗渣侵蚀能力强和碳的高导热性及低膨胀性,补偿了镁砂耐剥落性差的更大缺点。

其主要特点有:1、具有良好的耐高温性能2、抗渣能力强3、抗热震性好4、高温蠕变低。

(二)原料对镁碳砖性能的影响

生产镁碳砖的主要原料,镁砂质量的优劣对镁碳砖的性能有着极为重要的影响,如何合理地选择镁砂是生产镁碳砖的关键。镁砂有电熔镁砂和烧结镁砂,它们具有不同特点。电熔镁砂:晶粒大,杂质少,硅酸盐相少,晶粒直接结合程度高,晶界少。

烧结镁砂:晶粒细小,杂质与硅酸盐相相对较多,直接结合程度较差。

对于镁砂原料,除了化学成分外,在组织结构方面,还要求高密度和大结晶,因此,作为生产镁碳砖用的镁砂原料质量指标,应考察下列内容1,氧化镁含量(纯度)2杂质的种类特别是.C/S和B2O3含量3镁砂的密度、气孔孔径、气孔形态等(烧结性)。

镁砂的纯度对镁碳砖的抗渣性有着重大的影响,氧化镁含量越高,杂质相对越少,硅酸盐相分割程度降低,方镁石直接结合程度提高,抗渣的渗透及渣的熔损能力提高。镁砂中的榨汁主要有氧化钙,二氧化硅,氧化铁,[1]  如果杂质含量高,特别是氧化硼的化合物,会对镁砂的耐火度和高温性能产生不利影响。

 镁砂中的杂质主要有以下几个方面的不离影响1降低方镁石的直接结合程度2高温下与氧化镁形成低熔物3氧化铁,二氧化硅等杂质在1500-1800℃时,先于氧化镁与碳反应,留下气孔使制品的抗渣性变差。

对于镁砂原料,除了杂质的总量以外,杂质的种类及相对含量对镁砂的性能同样有重大影响。其中CaO/SiO2比和B2O3含量的影响最为明显,一般镁质耐火材料通常要求CaO/SiO2≥2以提高镁碳砖高温稳定性

制备镁碳砖的碳素材料主要为鳞片石墨

镁碳砖的组织致密性

镁碳砖的组织致密性取决于结合剂和抗氧化剂的种类和加入量,镁砂的类型以及石墨的粒度和加入量等,此外,成型设备、压砖技术和热处理条件都有一定的影响。为了达到显气孔率在3.0%以下,保证成型压力在2t/cm2,而且加强基质部分的体积密度才能提高其抗侵蚀性能,在风眼砖和出钢口砖使用1mm以下粒度的镁碳砖。不同结合剂对镁碳砖的致密性也有一定的影响,选用残炭率高的结合剂其体积密度较高。添加不同的抗氧化剂对镁碳砖的致密性的影响明显不同,在800度以下,显气孔率随着抗氧化剂的氧化而增加,在高于800度后,不含金属的镁碳砖显气孔率不变化,而含有金属的其显气孔率明显下降,1450度时仅为800度的一半,其中添加金属铝的镁碳砖显气孔率更低。

镁碳砖使用时的加热速度也会影响其显气孔率的变化,因此在次使用镁碳砖时,尽量低速升温,使结合剂在较低温度下完全分解,镁碳砖在使用过程中,温差变化对气孔率的影响也很明显,温差越大,气孔率的增加得越快。

镁碳砖的高温性能

01

高温机械性能不同添加剂对提高镁碳砖的高温强度的作用大小是不同的,研究表明,对于1200℃以上的高温抗折强度,无添加剂<硼化钙<铝<铝镁<铝+硼化钙<铝镁+硼化钙,其中铝镁+碳化硼介于铝镁和铝镁+硼化钙之间。

02

热膨胀性能未添加金属的镁碳砖的参与膨胀值远远低于添加金属的膨胀值,参与膨胀值随之金属加入量的增加而增大。

03

各向异性不同方向下镁碳砖的热膨胀和高温抗折强度有所不同,主要是由于片状石墨的取向性导致,确定工作衬砖砌筑的原则和方法。垂直方向上的镁碳砖其高温强度较高、热膨胀较低。

镁碳砖

镁碳砖是日本作为电炉应用而开发的,应用在转炉的实验在1970年开始的,经过6年正式推广使用,1977年川崎钢铁公司在转炉炉底和风口使用树脂结合的镁碳砖,开创了含石墨的复合耐火材料在转炉应用的先例。沥青结合的镁碳砖由西欧兴起的,通常的镁碳砖是有镁砂和鳞片状石墨中作为结合剂添加了热固性树脂,加入或不加防氧化剂的不烧砖。近几十年来,由于日益苛刻的冶炼条件和不断变化钢铁冶炼生产技术,对镁碳质耐火材料提出了较高的要求,主要集中在改进工艺,提高质量和使用效果,并已取得了良好效果。

生产工艺:以电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,同时添加一定量的抗氧化剂经热熟混炼和高压成型及热处理等工艺而制成。

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