配料中加入石墨的质量和数量至关重要。一般来说,中间包引流砂加工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。混料过程中,引流砂加工为了使石墨均匀地包围在镁砂颗粒周围,加料顺序应为:镁砂颗粒→结合剂→石墨→镁砂细粉与添加剂粉。由于石墨含量大、密度小,添加剂量又非常少,欲混合均匀,需要较长的时间,但混合时间过长又容易使镁砂颗粒周围的石墨和细粉脱落,所以混合时间要适当。
以电熔法使镁铬混合粉料熔融,通过熔体析晶,形成显微结构相当均匀的、以镁铬尖晶石和方镁石混晶为主要相组成的原料,把这种电熔镁铬料粉碎成一定颗粒粒度,混合成型,经烧成以制备再结合砖,或直接用做化学结台砖。再结合砖的显微结构特征是高度的直接结合和含有大量的尖晶石脱溶相:含有大量脱溶相的基晶,从本质上改变了方镁石的物理化学性质,如降低热膨胀系数、提高抗热震性,改善对酸-碱性渣侵蚀的抵抗能力。再结合砖有同熔铸砖使用效果相似的性状,但有比熔铸砖更好的耐温度急变性和更均匀的显微结构。
直接结合镁铬砖是在普通镁铬砖的基础上发展起来的,其生产特点主要有两点,一是采用较纯的原料,二是采用较高的烧成温度。所谓的直接结合是指砖中铬矿颗粒与方镁石之间有较多的直接接触,因为原料中SiO2较少(控制在1%?25%以下),硅酸盐生成量少,通过高温烧成手段使硅酸盐挤压到固相颗粒的角落里。从而提高固相的直接结合。直接结合镁铬砖由于直接结合程度高,从而使砖具有较高的高温强度、抗渣性、抗侵蚀、耐冲刷、耐腐蚀及优良的热震稳定性和在1800℃下的体积稳定性。
碳质制品的热膨胀系数很低,导热性高,耐热震性能好,高温强度高。在高温下长期使用也不软化,不受任何酸碱的侵蚀,有良好的抗盐性能,也不受金属和熔渣的润湿,质轻,是优质的耐高温材料。缺点是在高温下易氧化,不宜在氧化气氛中使用。碳质制品广泛用于高温炉炉衬(炉底、炉缸、炉身下部等)、熔炼有色金属炉的衬里。石墨制品可以做反应槽和石油化工的高压釜内衬。碳化硅与石墨制品还可以制成熔炼铜同金和轻合金用的坩埚。
低导热可以实现筒体温度下降和减少散热损失,从而降低能耗。轻量化:设计材料结构,在保证必须的耐碱性等功能性前提下实现轻量化;微孔技术:研究微结构和性能可调控工艺技术;多层复合技术:研究层结构耐火材料复合界面的全寿命热匹配稳定性调控技术。主要有:轻质耐碱浇注料、低导热抗剥落砖、多层复合硅莫砖、多层复合莫来石砖、高强低导镁铝尖晶石砖等。无铬化——解决铬污染问题。用于水泥回转窑高温带,重点研究耐火材料的挂窑皮性、荷重软化温度和康热震性;实现水泥窑用耐火材料全窑无铬化。主要有:方镁石—铁铝尖晶石砖、镁铁铝复合尖晶石砖、镁钙锆砖、镁铝尖晶石砖等无铬化尖晶石砖。
镁砖氧化镁含量在90%以上、钢包用镁碳砖以方镁石为主晶相的碱性耐火材料。电炉镁碳砖一般可分为烧结镁砖(又称烧成镁砖)和化学结合镁砖(又称不烧镁砖)两大类。蓄热砖,纯度和烧成温度高的镁砖,由于方镁石晶粒直接接触,称为直接结合镁砖;用电熔镁砂为原料制成的砖称为电熔再结合镁砖。一般可分为烧结镁砖(又称烧成镁砖)和化学结合镁砖(又称不烧镁砖)两大类。纯度和烧成温度高的镁砖,由于方镁石晶粒直接接触,称为直接结合镁砖;用电熔镁砂为原料制成的砖称为电熔再结合镁砖。