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吉林镁碳砖的碳源与结合剂的种类选择

发表时间:2023-06-16 访问量:67928

含碳耐火材料是上世纪80年代初随着钢铁冶金技术的进步而出现的高性能耐火材料,被广泛用于顶吹转炉、超高功率电炉、炉外精炼、连续铸锭及铁水预处理等设备和技术。吉林镁碳砖是70年代兴起的含碳耐火材料,它的主要原料有吉林电熔吉林镁砂或烧结吉林镁砂和碳素材料,靠有机结合剂挤压成型的

一、吉林镁碳砖碳源

1.可作为镁碳砖碳素来源的材料有石油焦、煤沥青、鳞片石量、炭黑等,其中鳞片石墨由于其完整的晶体结构和耐高温性,被视为更好的碳素原料。

下面简单介绍鳞片石墨的特点:

耐高温性能好,熔点更高可达到3900°C,沸点一般为4250°C,能经受超高温灼烧,并且质量损失、体积膨胀程度极小,热处理后的石墨强度变大,并随着温度是升高强度逐渐变大。

2.电阳率、热导率低,一般金属的导电性比非金属的强,但是石墨的导电性却超过了许多金属且很少发热。其导热性随温度变化而变化,常温下热导率高,高温下热导率降低,甚至会出现绝缘现象。

3.润滑性好,由于石墨独特的分子结构,使其在层与层直接容易滑动,并且石墨片层越大摩擦系数越小。

D化学性质稳定,由于碳含量在80%以上,所以在常温下基本不与无极有机试剂反应。

4.塑性,石墨的初性很好,可压成薄片。

5.热稳定性高,石墨在温度急剧变化的情况下也能保持自身的完整性,不会发生膨胀收缩现象而出现破损

二、镁碳砖结合剂

在设定的生产工艺下,将吉林镁砂、石墨、结合剂和抗氧化剂等原料混合后不烧或轻烧制得的产品称为镁碳砖。因为石墨的化学性质稳定,常温下不能与MgO直接发生化学反应,它们之间需要结合剂的作用,这样材料才能混炼成型所以结合剂的好坏直接影响了镁碳砖的性能。我们希望结合剂能很好的润湿大颗粒骨料与石墨,并拥有合适的粘度此外,润湿性良好的结合剂能均匀地分布在颗粒及石墨的表面,这样在炭化后能具有连续的基体结构和碳骨架,这都有利于提高镁碳砖的各项性能。

为了适应不同的炭化条件和对材料的结构及性能产生有利影响,镁碳砖结合剂需要符合以下条件:

(1)合适的粘稠度,在混炼时能很好地润湿骨料和石墨,且加入后不出现老化现象

(2)在加热成型时进一步自身缩合,且体积不产生剧烈的膨胀或收缩,保证产品的质量,表面不出现裂纹

(3)压制成型的样品在高温炭化过程中有较高的结焦值,炭化后的结合体有较高的机械强度:

(4)资源丰富来源广泛,价格低廉。

目前可用作耐火材料结合剂的物质可分为三大类:

(1)沥青类,其中用得最多的是煤沥青。这是因为煤沥青浸渍性好、粘度适中,不需要很高温度就有良好的流动性,炭化后残炭率高,形成各向异性结构,并且价格低廉。但是它的缺点也很明显,含有有毒物质,特别是强致癌性的苯并[a]花。随着环境的恶化,人们开始意识到煤沥青的危害,因此减少了对煤沥青的使用。

(2)树脂类,酚醛树脂是目前最常用的结合剂。它是由苯酚和甲醛通过缩合聚合反应得到的,在常温下就有很好的黏结性,炭化后残炭率比沥青稍低。。但是高温处理后的树脂向玻璃状转化,增加了镁碳砖的脆性使材料的热稳定性

(3)沥青和树脂混合类,通过将沥青和树脂混合改性后得到的材料。这种新型结合剂能够改善各自的缺陷,起到互补作用。

结语

镁碳砖通过正确的碳源以及结合剂的选择,不仅保留了含碳耐火材料的优异性能,而目还改善了含碳耐火材料的不足之处,广泛应用于回转电炉内衬、电炉炉内墙体和钢包渣线等部位,是一种高效节能的耐火材料。


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