什么是邢臺鎂碳磚?
邢臺鎂碳磚是以高熔點堿性氧化物氧化鎂(熔點2800℃)和難以被爐渣侵潤的高熔點碳素材料作為原料,添加各種非氧化物添加劑。用炭質(zhì)結(jié)合劑結(jié)合而成的不燒炭復(fù)合耐火材料。鎂碳磚主要用于轉(zhuǎn)爐、交流電弧爐、直流電弧爐的內(nèi)襯,鋼包的渣線等部位。
(一)鎂碳磚作為一種復(fù)合耐火材料,有效地利用了鎂砂的抗渣侵蝕能力強(qiáng)和碳的高導(dǎo)熱性及低膨脹性,補(bǔ)償了鎂砂耐剝落性差的更大缺點。
其主要特點有:1、具有良好的耐高溫性能2、抗渣能力強(qiáng)3、抗熱震性好4、高溫蠕變低。
(二)原料對鎂碳磚性能的影響
生產(chǎn)鎂碳磚的主要原料,鎂砂質(zhì)量的優(yōu)劣對鎂碳磚的性能有著極為重要的影響,如何合理地選擇鎂砂是生產(chǎn)鎂碳磚的關(guān)鍵。鎂砂有電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂,它們具有不同特點。電熔鎂砂:晶粒大,雜質(zhì)少,硅酸鹽相少,晶粒直接結(jié)合程度高,晶界少。
燒結(jié)鎂砂:晶粒細(xì)小,雜質(zhì)與硅酸鹽相相對較多,直接結(jié)合程度較差。
對于鎂砂原料,除了化學(xué)成分外,在組織結(jié)構(gòu)方面,還要求高密度和大結(jié)晶,因此,作為生產(chǎn)鎂碳磚用的鎂砂原料質(zhì)量指標(biāo),應(yīng)考察下列內(nèi)容1,氧化鎂含量(純度)2雜質(zhì)的種類特別是.C/S和B2O3含量3鎂砂的密度、氣孔孔徑、氣孔形態(tài)等(燒結(jié)性)。
鎂砂的純度對鎂碳磚的抗渣性有著重大的影響,氧化鎂含量越高,雜質(zhì)相對越少,硅酸鹽相分割程度降低,方鎂石直接結(jié)合程度提高,抗渣的滲透及渣的熔損能力提高。鎂砂中的榨汁主要有氧化鈣,二氧化硅,氧化鐵,[1] 如果雜質(zhì)含量高,特別是氧化硼的化合物,會對鎂砂的耐火度和高溫性能產(chǎn)生不利影響。
鎂砂中的雜質(zhì)主要有以下幾個方面的不離影響1降低方鎂石的直接結(jié)合程度2高溫下與氧化鎂形成低熔物3氧化鐵,二氧化硅等雜質(zhì)在1500-1800℃時,先于氧化鎂與碳反應(yīng),留下氣孔使制品的抗渣性變差。
對于鎂砂原料,除了雜質(zhì)的總量以外,雜質(zhì)的種類及相對含量對鎂砂的性能同樣有重大影響。其中CaO/SiO2比和B2O3含量的影響最為明顯,一般鎂質(zhì)耐火材料通常要求CaO/SiO2≥2以提高鎂碳磚高溫穩(wěn)定性
制備鎂碳磚的碳素材料主要為鱗片石墨
鎂碳磚的組織致密性
鎂碳磚的組織致密性取決于結(jié)合劑和抗氧化劑的種類和加入量,鎂砂的類型以及石墨的粒度和加入量等,此外,成型設(shè)備、壓磚技術(shù)和熱處理條件都有一定的影響。為了達(dá)到顯氣孔率在3.0%以下,保證成型壓力在2t/cm2,而且加強(qiáng)基質(zhì)部分的體積密度才能提高其抗侵蝕性能,在風(fēng)眼磚和出鋼口磚使用1mm以下粒度的鎂碳磚。不同結(jié)合劑對鎂碳磚的致密性也有一定的影響,選用殘?zhí)柯矢叩慕Y(jié)合劑其體積密度較高。添加不同的抗氧化劑對鎂碳磚的致密性的影響明顯不同,在800度以下,顯氣孔率隨著抗氧化劑的氧化而增加,在高于800度后,不含金屬的鎂碳磚顯氣孔率不變化,而含有金屬的其顯氣孔率明顯下降,1450度時僅為800度的一半,其中添加金屬鋁的鎂碳磚顯氣孔率更低。
鎂碳磚使用時的加熱速度也會影響其顯氣孔率的變化,因此在次使用鎂碳磚時,盡量低速升溫,使結(jié)合劑在較低溫度下完全分解,鎂碳磚在使用過程中,溫差變化對氣孔率的影響也很明顯,溫差越大,氣孔率的增加得越快。
鎂碳磚的高溫性能 01 高溫機(jī)械性能不同添加劑對提高鎂碳磚的高溫強(qiáng)度的作用大小是不同的,研究表明,對于1200℃以上的高溫抗折強(qiáng)度,無添加劑<硼化鈣<鋁<鋁鎂<鋁+硼化鈣<鋁鎂+硼化鈣,其中鋁鎂+碳化硼介于鋁鎂和鋁鎂+硼化鈣之間。 02 熱膨脹性能未添加金屬的鎂碳磚的參與膨脹值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于添加金屬的膨脹值,參與膨脹值隨之金屬加入量的增加而增大。 03 各向異性不同方向下鎂碳磚的熱膨脹和高溫抗折強(qiáng)度有所不同,主要是由于片狀石墨的取向性導(dǎo)致,確定工作襯磚砌筑的原則和方法。垂直方向上的鎂碳磚其高溫強(qiáng)度較高、熱膨脹較低。 鎂碳磚 鎂碳磚是日本作為電爐應(yīng)用而開發(fā)的,應(yīng)用在轉(zhuǎn)爐的實驗在1970年開始的,經(jīng)過6年正式推廣使用,1977年川崎鋼鐵公司在轉(zhuǎn)爐爐底和風(fēng)口使用樹脂結(jié)合的鎂碳磚,開創(chuàng)了含石墨的復(fù)合耐火材料在轉(zhuǎn)爐應(yīng)用的先例。瀝青結(jié)合的鎂碳磚由西歐興起的,通常的鎂碳磚是有鎂砂和鱗片狀石墨中作為結(jié)合劑添加了熱固性樹脂,加入或不加防氧化劑的不燒磚。近幾十年來,由于日益苛刻的冶煉條件和不斷變化鋼鐵冶煉生產(chǎn)技術(shù),對鎂碳質(zhì)耐火材料提出了較高的要求,主要集中在改進(jìn)工藝,提高質(zhì)量和使用效果,并已取得了良好效果。 生產(chǎn)工藝:以電熔鎂砂和鱗片石墨為主要原料,以酚醛樹脂為結(jié)合劑,同時添加一定量的抗氧化劑經(jīng)熱熟混煉和高壓成型及熱處理等工藝而制成。