鎂碳磚制備工藝

按照冷混合工藝用合成焦油結合劑制造的傳統(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。此種碳未顯現(xiàn)出熱塑性，在內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構，該磚具有較高的高溫塑性。

因此，采用瀝青結合制造的磚的抗裂性高于其他結合的磚。但是，瀝青結合的磚的缺點之一就是在進行生產(chǎn)時需要采用熱混合，并且要求設有磚模預熱裝置。在本論文中敘述了采用冷混合工藝制造鎂碳磚的方法。制成的磚具有較低的彈性模量，從而使其在操作使用過程中起消除應力的作用。普通的煤焦油瀝青由于其中存在著苯并毗，對環(huán)境保護是有害的。選擇了苯并毗含量低的特殊的符合環(huán)保要求的結合劑。

鱗片石墨具有以下特性

1.耐高溫型石墨的熔點為3850℃±50℃，沸點為4250℃，即使經(jīng)超高電弧灼燒，質量的損失很小，線膨脹系數(shù)也很小。石墨強度隨溫度提高而加強，在2000℃時，石墨強度提高一倍

2.導電、導熱性。石墨的導電性比一般非金屬礦高一倍。導熱性超過超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。熱導率隨溫度提升高而降低，甚至在極高的溫度下，石墨呈絕熱體。

3.潤滑性。石墨的潤滑性取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤滑性能越好

4.化學穩(wěn)定性，石墨在常溫下有良好的化學穩(wěn)定性，能耐酸，耐堿，耐有機溶劑的腐蝕

5.可塑性。石墨的韌性很好，可碾成很薄的薄片。

6.抗熱震性。石墨在高溫下使用時能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時，石墨的體積變化不大，不會產(chǎn)生裂紋。

結合劑起著連結基質和顆粒的作用，在實際生產(chǎn)和使用過程中，基質和結合劑系統(tǒng)是鎂碳磚兩個薄弱環(huán)節(jié)。

生產(chǎn)鎂碳磚對結合劑的要求為,

1.在室溫下具有一定的粘度和流動性，并對鎂砂和石墨均有良好的濕潤性

2.結合劑在熱處理過程中，能進一步縮合，使制品有較高的強度

3.熱處理過程中結合劑不使制品產(chǎn)生過大的膨脹與收縮，以避免制品開裂

4.C含量要高，同時焦化處理后的碳素聚合體有良好的高溫強度

一般生產(chǎn)鎂碳磚選用的結合劑有煤瀝青、煤焦油、特殊碳質樹脂、多元醇、瀝青變性酚醛樹脂、合成酚醛樹脂等。

抗氧化劑

鎂碳磚的優(yōu)良性能依賴于磚中碳的存在，他使用過程中碳的氧化易造成制品組織劣化，使爐渣沿著縫隙侵入磚中，侵蝕氧化鎂顆粒，降低鎂碳磚的使用壽命。目前主要通過添加抗氧化劑的手段來提高鎂碳磚的抗氧化性

選擇抗氧化劑的原則

1.根據(jù)熱力學數(shù)據(jù)及使用條件判斷可能存在的凝聚相及各氣相蒸汽壓的大小

2.比較各凝聚相與氧親和能力的大小與CO反應的可能性。

3.分析各種反應對磚顯微結構的影響

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。用炭質結合劑結合而成的不燒碳復合耐火材料。鎂碳磚主要用于轉爐、交流電弧爐、直流電弧爐的內襯，鋼包的渣線等部位。

鎂碳磚作為一種復合耐火材料，有效地利用了鎂砂的抗渣侵蝕能力強和碳的高導熱性及低膨脹性，補償了鎂砂耐剝落性差的最大缺點。

其主要特點有:1具有良好的耐高溫性能2抗渣能力強3抗熱震性好4高溫蠕變低

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)鎂碳磚的關鍵。鎂砂有電熔鎂砂和燒結鎂砂，它們具有不同特點。電熔鎂砂:晶粒大，雜質少，硅酸鹽相少，晶粒直接結合程度高，晶界少。

燒結鎂砂:晶粒細小，雜質與硅酸鹽相相對叫多，直接結合程度較差。

對于鎂砂原料，除了化學成分外，在組織結構方面，還要求高密度和大結晶，因此，作為生產(chǎn)鎂碳磚用的鎂砂原料質量指標，應考察下列內容:1.氧化鎂含量(純度)。2.雜質的種類特別是.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，雜質相對越少，硅酸鹽相分割程度降低，方鎂石直接結合程度提高，抗渣的滲透及渣的熔損能力提高。鎂砂中的雜質主要有氧化鈣，二氧化硅，氧化鐵， 如果雜質含量高，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。

鎂砂中的雜質主要有一下幾個方面的不利影響1降低方鎂石的直接結合程度2高溫下與氧化鎂形成低熔物3氧化鐵，二氧化硅等雜質在1500-1800℃時，先于氧化鎂與碳反應，留下氣孔使制品的抗渣性變差。

對于鎂砂原料，除了雜質的總量以外，雜質的種類及相對含量隊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