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鎂碳磚的熔損速度隨石墨純度的提高而下降,特別是對純度大于95%的石墨更明顯。對其機(jī)理的研究表明,在1300℃以上時,鎂砂和石墨中雜質(zhì)(SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等)都向兩者交界處聚集,生成低熔物,使鎂砂顆粒容易受到爐渣的侵蝕而流入爐渣中,從而降低了耐侵蝕性。出口鎂鉻磚實際使用結(jié)果表明,使用95%以上含碳電的石墨制成的鎂碳磚抗渣性比普通鎂碳磚高出0.51倍。使用含碳量大于95%96%的高碳鱗片石墨是既提高鎂碳磚質(zhì)量又降低制磚成本的有效技術(shù)措施。如果以同檔次石墨和鎂砂原料制磚的性能為基準(zhǔn),那么改用高檔次石墨比提高鎂砂檔次對磚性能的提高要大得多。在相同工藝條件下,使用高檔次石墨和低檔次鎂砂原料制成的磚性能比使用高檔次鎂砂和低檔次石墨原料的磚要好。但必須注意,鎂鉻磚批發(fā)當(dāng)使用純度較高的石墨時,磚中生成的液相里少,氧氣容易濃透到磚內(nèi)使石墨發(fā)生氧化脫碳,為此必須加入抗氧化劑如金屬Al、Si以及Al-Mg合金、SiC、BN等。
(1) 生產(chǎn)前準(zhǔn)備:根據(jù)設(shè)計好的預(yù)制件圖紙尺寸(見圖1)固定模具,并對模具進(jìn)行潤滑處理,以方便脫模(2) 混料:鎂鉻磚批發(fā)按照配料單的規(guī)定,稱取各種原料,將料倒入攪拌機(jī)中,按先顆粒后細(xì)粉,最后外加劑的原則加料;防爆纖維應(yīng)均勻撒開,不得成團(tuán)放入;先干混2~3min,再濕混12~15min,加水量控制在4.2%~4.6%(w)出口鎂鉻磚(3) 成型:將混好的料倒入模具內(nèi)約1/3處,開啟振動棒,在模具內(nèi)沿模芯慢慢轉(zhuǎn)動,同時連續(xù)加料,當(dāng)料加滿時,用振動棒振實,完成后用泥鏟小心拍平,直至表面有水膜產(chǎn)生(4) 脫膜:半成品應(yīng)在≥15℃環(huán)境中養(yǎng)護(hù),春秋天養(yǎng)護(hù)1d后方可脫模,如氣溫高于25℃時,9h后即可脫模。脫模時應(yīng)小心,以避免損害外沿及模芯處(5) 干燥:合格半成品應(yīng)于110℃下干燥24h。包口預(yù)制件的理化指標(biāo)見表1。根據(jù)方案施工要求在某鋼廠進(jìn)行安裝,安裝過程中注意細(xì)節(jié),全修包開始砌筑前,先按照要求組裝鋼包殼法蘭環(huán),法蘭表面需平整,安裝包口預(yù)制件時,合門需要注意,安裝施工。預(yù)制件安裝完畢后,按照砌筑程序砌筑鋼包,最后在預(yù)制件與鋼包磚之間搗入澆注料,使預(yù)制件與包口磚結(jié)合牢固,之后進(jìn)行烘烤并投入正常使用,烘烤后預(yù)制件非常穩(wěn)定,預(yù)制件和包口磚結(jié)合緊密。
(3) 按材料的存在狀態(tài)分類粉粒狀輕質(zhì)隔熱耐火材料:出口鎂鉻磚如膨脹珍珠巖、硅藻土和氧化鋁空心球等;固定形態(tài)輕質(zhì)隔熱耐火材料:如輕質(zhì)耐火混凝土和輕質(zhì)澆注料等;纖維狀輕質(zhì)隔熱耐火材料:如各種纖維棉,及其制品;混合型輕質(zhì)隔熱耐火材料:如隔熱板,保溫涂料。(4) 按顯微結(jié)構(gòu)分類鎂鉻磚批發(fā)氣相連接型輕質(zhì)隔熱耐火材料:孔結(jié)構(gòu)中開口氣孔占據(jù)主導(dǎo)位置,氣孔相互接通,例如耐火粉粒;固相連接型輕質(zhì)隔熱耐火材料:孔結(jié)構(gòu)中大部分氣孔以閉口氣孔形式存在。氣體被固體包裹,從而形成獨立的閉口氣孔,固相連續(xù),氣相為非連續(xù)相。例如泡沫法生產(chǎn)的耐火隔熱制品和各種氧化鋁空心球制品;氣固相并聯(lián)且混合交錯:這類材料的結(jié)構(gòu)氣相穿插與固相中,二者皆為連續(xù)相。例如耐火纖維制品或纖維復(fù)合類制品等。
碳鎂轉(zhuǎn)作為一種復(fù)合耐火材料,可有效利用鎂砂的抗渣侵蝕能力強(qiáng)和碳的高導(dǎo)熱及低膨脹性,鎂鉻磚批發(fā)來補(bǔ)償鎂砂耐剝落性差的缺點,主要用于轉(zhuǎn)爐、交流電弧爐、直流電弧爐的內(nèi)襯,鋼包渣線等部位其降低鎂碳磚高溫侵蝕的方法有以下幾點:(1)可選用成分穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)材料,鎂鉻磚批發(fā)提高材料的抗侵蝕能力、抗熱震性和抗結(jié)構(gòu)剝落性:選用高純且優(yōu)質(zhì)的電熔鎂砂,因其具有晶粒大、密度高、化學(xué)活性低、耐侵蝕性高等優(yōu)點,同時能抗高溫下與碳的自毀反應(yīng)從而抑制爐渣對Mg0顆粒的侵蝕,其次提高M(jìn)gO含量并且減少雜質(zhì),尤其限制Si02含量,并且鎂碳磚結(jié)構(gòu)組分的硅酸鹽相減少,這樣可以使高溫下的副反應(yīng)如Si0與石墨的反應(yīng)減少,避免碳的氧化,另外提高M(jìn)g0晶體結(jié)晶程度,能防止高溫下Mg0晶界轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嘁鸬娜芙?,阻止?fàn)t渣對鎂碳磚的進(jìn)一步滲透,提高石墨純度同樣可以增加鎂碳磚含量大于95%的石墨,隨著石墨的純度增加,其他雜質(zhì)成分降低,所含的硅酸鹽相也就少,在堿性渣中SiO會與碳鎂轉(zhuǎn)中的碳發(fā)生脫碳反應(yīng)形成脫碳層,還能與氧化鎂、氧化亞鐵等形成低熔相加速鎂碳磚的溶解,最后向鎂碳磚中添加適量抗氧化劑,并選用優(yōu)質(zhì)的熱固型結(jié)合劑也可提高鎂碳磚的高溫性能。
在高溫下長期使用也不軟化,不受任何酸堿的侵蝕,有良好的抗鹽性能,也不受金屬和熔渣的潤濕,質(zhì)輕,是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料。缺點是在高溫下易氧化,不宜在氧化氣氛中使用。赤峰鎂鉻磚碳質(zhì)制品廣泛用于高溫爐爐襯(爐底、爐缸爐身下部等)、熔煉有色金屬爐的襯里。出口鎂鉻磚石墨制品還可以制成熔煉銅合金和輕合金用的坩堝。碳磚和石墨制品的主要成分為碳(C),其熱膨脹系數(shù)很低,導(dǎo)熱性高,耐熱震性能好,高溫強(qiáng)度高,抗酸堿和鹽的侵蝕,尤其是弱酸堿具有較好的抵抗能力,不受金屬和熔渣的潤濕,質(zhì)輕,一般用于鋼鐵冶煉行業(yè),也用作石油、化工行業(yè)的高壓釜內(nèi)襯。碳化硅是一種優(yōu)良的耐火材料,抗侵蝕性能較好,但在高溫(高于1400度)時易于氧化,不適用于氧化氣氛下使用。
高導(dǎo)熱耐火材料用于高溫?zé)煔獾臒峤粨Q和余熱回收。當(dāng)燃?xì)鉁囟葹?300℃左右時,使用熱效率為60%的陶瓷熱交換器,可節(jié)省燃料約48%,而使用金屬熱交換器僅能節(jié)省燃料24%。鎂鉻磚批發(fā)高導(dǎo)熱率是對陶瓷熱交換器材料的起碼要求,碳化硅材料具有良好的機(jī)械性能和很高的導(dǎo)熱率,出口鎂鉻磚是目前廣泛使用的陶瓷熱交換器材料高導(dǎo)電耐火材料在直流電弧爐中有很廣泛的應(yīng)用。直流電弧爐的底電極有好幾種形式,其中ABB式底電極是由導(dǎo)電耐火材料構(gòu)成的,它要求MgO、C材料構(gòu)成的導(dǎo)電耐火材料電阻率越小越好,雖然電阻高于其他幾種由金屬構(gòu)成的底電極,但其可靠性好,維修方便,壽命很高