成型的镁碳砖坯必须经过硬化处理才能使用,硬化处理的温疫对耐火砖的性能有很大的影响。经研究证明,在200一250℃硬化处理较为合适,对于保证砖的体积密度、降低气孔率等均有处,高于250℃和低于200℃时,硬化处理均会带来不良影响。要严格升揾制空。通常在50—60℃时,因树脂软化,应适当保温;在100—110℃,因有溶剂大量排出,应保温;住200—250℃,为使反应完全,也应适当保温。
在普通和特种耐火材料中,常用的品种主要有以下几种:用量较大的有硅砖和粘土砖。硅砖是含93%以上SiO2的硅质制品,使用的原料有硅石、废硅砖等。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强,但易受碱性渣的侵蚀,它的荷重软化温度很高,接近其耐火度,重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀,但是抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖中含30%~46%氧化铝,它以耐火粘土为主要原料,耐火度1580~1770℃,抗热震性好,属于弱酸性耐火材料,对酸性炉渣有抗蚀性,用途广泛,是生产量的一类耐火材料。
可塑性是指耐火材料与结合剂、稀释剂调制到规定稠度并揉搓成型后,当承受外力时,形状虽然改变但却不开裂的性能。一般说来,凡掺加了结合剂的耐火材料均具有一定的可塑性。耐火可塑料、捣打料、结合黏土或掺有某些结合剂的物料,具有较明显的可塑性质,但用机械压制的半干成型制品的可塑性极差。耐火砖砌筑需要在常温及高温下都具有一定黏合力的材料,故通常使用耐火泥浆。硅质、黏土质、高铝质、镁质耐火泥浆,在常温下,通过分子间力,实现耐火材料制品之间的粘合。在高温环境中,由于烧结作用,则可实现陶瓷结合。为了能再较低温度下实现陶瓷结合,可以在泥浆中要掺加一些促烧结。
镁碳砖的成型是使耐火砖组织结构致密化的重要因素:由于泥料中石墨量大,骨料临界颗粒小,因此宜采用高压成型并严格按照先轻后重,多次加压的操作规程压制,以免产生成型裂纹。采用抽真空,排气加压的操作规程。另外,高压成型的砖坯表面非常光滑,搬运和筑砌时易滑动,所以成型后的砖坯要采取浸渍或涂抹0.1一2mm厚的热硬性树脂形成树脂膜防止滑动。一般称这种处理为防滑处理。
泥料的制备。配种时颗粒临界尺寸的选择是重要的。骨料颗粒细化,转炉烧结镁砖可减少开口气孔率,增强抗氧化能力。但是骨料颗粒小,会使闭口气孔增加,体积密度降低。另外,细粒MgO骨料容易和石墨反应,通常认为颗粒粒径1mm为宜。在有高压成型设备的条件下,镁砂的颗粒趋向于微细化。我国成型设备的压力较低,烧结镁砖加工为了提高耐火砖密度,许多厂家采用5mm以上的颗粒直径。配料中加入石墨的质量和数量至关重要。一般来说,增加耐火砖中石墨含量,耐火砖的抗渣性和热震稳定性会提高,但强度和抗氧化性均会降低,若镁碳砖中碳含量太少(<10%),耐火砖中不能形成网络骨架,则碳的优势不能有效地发挥。所以,碳含量在10—20%范围内较为合适。
制作的这种耐火砖的细粉是采用由普通铬矿与镁砂磨细、混匀、压坯、煅烧后的镁铬料,仍为硅酸盐结合。但性能较普通镁砖有改进。直接结合镁砖,是由杂质含量低的铬精矿与较纯镁砂制作的。烧成温度在1700℃以上。该种耐火砖的结构特点是,耐火物晶粒之间多呈直接接触。因此其高温性能、抗侵蚀与抗冲刷都较普通镁铬砖好。再结合镁铬砖,国外常将全由人工合成原料共烧结镁铬料或电熔镁铬料(或加有部分电熔镁砂)制作的镁铬砖皆称为再结合镁铬砖。而国内只将全用电熔镁铬料制作的镁铬砖称为再结合镁铬砖。为了与国际上较为一致,以采用共烧结镁铬砖与电熔料再结合镁铬砖或熔粒再结合镁铬砖为宜。