炭磚

炭磚概述

carbon refractory

主要用于熔融金屬與爐的砌筑體接觸的地方，如高爐的爐膛和爐底，熔融有色金屬的豎爐，熔融電石、鐵合金等的電爐等。

分類

普通高爐炭磚

半石墨質(zhì)高爐炭磚

石墨塊爐底炭磚

石墨一碳化硅磚

微孔炭磚

熱模壓小炭磚

自焙炭磚

上世紀90年代是我國連鑄技術(shù)快速發(fā)展時期，高效連鑄技術(shù)成為發(fā)展的重心。為了提高連鑄鋼包使用壽命，應(yīng)高效連鑄技術(shù)發(fā)展的需要，我國又開發(fā)了鋼包用鋁鎂炭磚，用于各類連鑄鋼包，使鋼包使用壽命大幅度提高。洛耐院、寶鋼和焦作某耐火材料廠合作開發(fā)的鋁鎂炭鋼包磚在寶鋼300t連鑄鋼包上使用，包齡從使用一等高鋁磚的20多次，提高到80次以上，最高達到126次。鞍鋼三煉鋼200t全連鑄并進行爐外精煉的鋼包，使用鋁鎂炭磚，平均壽命64次，最高達到73次。1993年鋼包用優(yōu)質(zhì)鋁鎂炭磚 的推廣使用在我國全面展開，全國許多煉鋼廠企業(yè)的實際情況，陸續(xù)使用鋁鎂炭鋼包襯磚，使鋼包的壽命顯著提高，如攀鋼160t鋼包使用鋁鎂炭襯磚后，平均壽命提高到90次，最高達到115次。

鋁鎂炭磚

鋁鎂炭磚是以特級高鋁礬土熟料，電熔鎂砂或燒結(jié)鎂砂和石墨為原料，以液體酚醛樹脂作結(jié)合劑制成的不燒制品。該制品具有抗渣侵蝕好，耐侵蝕性強，抗熱震性好，價格低，主要用于鋼包的非渣線部位。我國部分廠家生產(chǎn)的鋼包用鋁鎂炭磚理化指標見表1。

表1鋼包用鋁鎂炭磚理化指標

高爐鋁炭磚的品種不同，使用的原材料也有區(qū)別。耐火骨料和粉料主要用特級、一級礬土熟料，也可用白剛玉、棕剛玉等材料;炭素材料主要用鱗片石墨，還有中溫瀝青等;碳化硅則用特級或一級品，也可用致密SiC結(jié)合劑用酚醛樹脂，其固含量≥75%，游離酚≤6%， 殘?zhí)剂俊?3%，含水率≤2%，密度1.1g/cm3左右。該磚用的耐火骨料臨界粒徑為8mm，其通用配合比:粗骨料40% ~60%、細骨料5%~20%、鱗片石墨8% ~ 15%、SiC4% ~ 10%、耐火粉料15% ~ 25%和結(jié)合劑4% ~ 6%。另外，根據(jù)需要摻加超微粉、抗堿劑和膨脹劑等外加物。

鋁炭磚的生產(chǎn)工藝流程，見圖1。其技術(shù)措施是耐火骨料多級級配，外加物或固體結(jié)合劑與耐火粉料制成預(yù)混合粉，同時摻加適量的外加劑?；炝蠒r，先加顆粒料和結(jié)合劑，待顆粒料完全被結(jié)合劑包裹后，再加各種粉料，混練15 ~ 20min;摔和料在300t壓磚機上成型，加壓次數(shù)不少于10次。壓磚機噸位越大，加壓次數(shù)越少，但不得少于5次、同時，操作應(yīng)先輕后重，便于排氣和減少裂紋。

成型后的半成品，檢驗外觀、尺寸和質(zhì)量等。檢驗合格的半成品，裝入倒焰窯中焙燒固化，直接或間接加熱均可。焙燒固化溫度依結(jié)合劑的品種而定，一般為200 ~ 250℃，焙燒時間一般為20 ~ 50h。其中，在50 ~ 60℃時樹脂開始軟化，在100 ~ 110℃時樹脂中的溶劑排除，因此應(yīng)適當保溫。達到固化溫度時，為了使反應(yīng)進行完全并形成炭結(jié)合，也應(yīng)適當保溫。當然，炭結(jié)合的最終形成，是在較高溫度下進行的。出窯后的制品，應(yīng)堆放在庫房內(nèi)， 也可暫時露天貯放。

　　圖1鋁炭磚的生產(chǎn)工藝流程

表1為高爐鋁炭磚的性能。從表中可見，鋁炭磚熱處理后的性能較好，耐壓強度一般為35 ~45MPa;熱面溫度為900℃時，熱導(dǎo)率一般約為10W/(m·K);抗堿性試驗后磚的耐壓強度25~ 50MPa，透氣度也很小。編號4和編號5的透氣度為零，因此稱謂致密型鋁炭磚。

　　表1高爐鋁炭磚的性能

致密型鋁炭磚具有優(yōu)良的抗堿性能(表5 - 3 - 1中的編號4和編號5)，經(jīng)過抗堿試驗后，強度不但不降低，反而提高了;鋁炭磚進行抗渣性試驗時，當減重為21%時，仍顯示出優(yōu)良的性能。鐵水熔蝕指數(shù)，鋁炭轉(zhuǎn)為≥2.852,而炭塊一般為25%左右。致密型鋁炭磚與氮化硅結(jié)合SiC磚相比，在相同抗渣試驗條件下，前者失重率約為0.7%，棱角完整有斜裂紋，后者失重率為0.9%左右，棱角完整有斜裂紋。這就是說，鋁炭磚也具有優(yōu)良的抗渣性能。

鋁炭磚使用后的殘磚，一般來說失去結(jié)合劑而喪失強度，呈粉狀。如鋁炭磚經(jīng)埋炭燒成后，則無此現(xiàn)象，故燒成鋁炭磚應(yīng)運而生，但某些性能稍遜于不燒鋁炭磚。