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耐火材料鎂碳磚的使用性能及生產工藝流程介紹

編輯:耐火澆注料   時間:2019-12-19    瀏覽:   
       鎂碳磚是由高熔點堿性氧化鎂(熔點2800℃)和難以被爐渣浸潤的高熔點碳素材料為原料,添加各種非氧化物添加劑,用碳質結合劑結合而成的耐火材料。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。


      通常鎂碳磚的熔損是通過工作面上的鎂砂與熔渣反應進行的,熔損速度的大小除與鎂砂本身的性質有關外,還取決于鎂砂顆粒的大小。較大的顆粒具有較高耐蝕性能,但其脫離鎂碳磚工作面浮游至熔渣中去的可能性也大,一旦發生這種情況,就會加快鎂碳磚的損毀速度。

       鎂砂大顆粒的絕對膨脹量比小顆粒要大,在加上鎂砂膨脹系數比石墨大得多,所以在MgO-C磚中鎂砂大顆粒/石墨 界面比鎂砂小顆粒/石墨界面產生的應力大,因而產生的裂紋也大,這說明MgO-C磚中的鎂砂臨界粒度尺寸小時,會具 有緩解熱應力的作用。

       從制品性能方面考慮,臨界粒度變小,制品的開口氣孔下降,氣孔孔徑變小,有利于制品抗氧化性的提高;同時物料間的內摩擦力增大,成型困難,造成密度下降。因此,在生產MgO-C磚時,要概括的確定鎂砂鎂砂的臨界粒度是非 常困難的。通常需要根據MgO-C磚的特定使用條件來確定鎂砂的臨界粒度尺寸。一般而言,在溫度梯度大、熱沖擊激烈 的部位使用的MgO-C磚需選擇較小的臨界粒度;而要求耐蝕性高的部位,則需要的臨界粒度尺寸要打。為了提高制品的 體積密度,對于成型設備噸位小的生產廠家,臨界粒度可適當大些。

1、鎂砂細粉

       為使MgO-C磚中顆粒與基質部分的熱膨脹能保持整體均勻性,基質部分需配入一定數量的鎂砂細粉,另外也有利 于基質部分氧化后結構保持一定的完整性。 但若配入的鎂砂細粉太細,則會加快MgO的還原速度,從而加快MgO-C磚的損毀。小于0.01mm的鎂砂很易與石墨反 應,所以在生產MgO-C磚時最好不要配入這種太細的鎂砂。為了獲得性能優良的MgO-C磚,MgO-C磚中小于0.074mm的鎂 砂與石墨的比值應小于0.5,若超過1時,則會使基質部分的氣孔率急劇增大。

2、石墨加入量

      石墨的加入量應與不同磚種及磚的不同使用部位結合在一起考慮。一般情況下,若石墨加入量小于10%,則制品 中難以形成連續的碳網,不能有效地發揮碳的有時;石墨加入量大于20%,生產時成型困難,易產生裂紋,制品易氧 化,所以石墨的加入量一般在10%~20%之間,根據不同的部位,選擇不同的石墨加入量。MgO-C磚的熔損受石墨墨的氧 化和MgO向熔渣中的溶解這兩個過程的支配,增加石墨隨能減輕熔渣的侵蝕速度,但卻增大了氣相和液相氧化造成的損毀。

3、混煉

       石墨密度輕,混煉時易浮于混合料的頂部,使之不完全與配料中的其他組分接觸。一般采用高速攪拌機或行星式混料機。生產MgO-C磚時,若不注意混煉時的加料次序,則泥料的可塑性和成型性將受到影響,從而影響到制品的成品率與使用性能。

        正確的加料次序為:鎂砂(粗、中)→結合劑→石墨→鎂砂細粉和添加劑的混合粉。視不同的混煉設備混煉時間 略有差異。若混合時間太長,則易使鎂砂周圍的石墨與細粉脫落,且泥料因結合劑中的溶劑大量揮發而發干;若太 短,混合料不均勻,且可塑性差,不利于成型。

4、成型

       成型是提高填充密度,使制品組織結構致密化的重要途徑,因此需要高壓成型,同時嚴格按照先輕后重、多次加 壓的操作規程進行壓制,生產MgO-C磚時,常用磚坯密度來控制成型工藝,一般壓力機的噸位越高,則磚坯的密度越 高,同時混合料所需的結合劑越少(不然因顆粒間距離的縮短、液膜變薄使結合劑局部幾種,造成制品結構不均勻, 影響制品的性能同時也會產生彈性后效而造成磚坯開裂)。

5、硬化處理

       酚醛樹脂結合的MgO-C磚,可在200~250℃的溫度下進行熱處理,樹脂可直接(熱固性樹脂)或間接(熱塑性樹 脂)地硬化,使制品具有較高的強度,一般處理時間為24~32h,其中50~60℃因樹脂軟化需保溫;100~110℃因溶劑大量揮發需保溫;200~250℃因結合劑縮合硬化故需保溫。


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