碳质制品是另一类中性耐火材料,根据含碳原料的成分和制品的矿物组成,分为碳砖、石墨制品和碳化硅质制品三类。碳砖是用高品位的石油焦为原料,加焦油、沥青作粘合剂,在1300℃隔绝空气条件下烧成。石墨制品(除天然石墨外)用碳质材料在电炉中经2500~2800℃石墨化处理制得。碳化硅制品则以碳化硅为原料,加粘土、氧化硅等粘结剂在1350~1400℃烧成。也可以将碳化硅加硅粉在电炉中氮气氛下制成氮化硅-碳化硅制品。
在沥青和树脂的基础上,经过改性得到的物质。如果结合剂炭化后能形成镶嵌结构和原位形成碳纤维物质,那么这种结合剂将改善耐火材料的高温性能。为了提高MgO-C砖的抗氧化性,常加入少量的添加剂,添加剂的作用原理大致可分为两个方面:一方面是从热力学观点出发,即在工作温度下,添加物或者添加物和碳反应生成其他物质,它们与氧的亲和力比碳与氧的亲和力大,优先于碳被氧化从而起到保护碳的作用;另一方面,即从动力学的角度来考虑添加剂与O2,CO或者碳反应生成的化合物改变碳复合耐火材料的显微结构,如增加致密度,堵塞气孔,阻碍氧及反应产物的扩散等。
近期中国耐火材料行业协会对52家耐材生产企业进行的调研显示,2012年耐材企业销售收入同比降低4.29%,实现利润同比降低21.40%;2012年以来,应收货款同比上升15.34%。为此,工信部昨日发布《关于促进耐火材料产业健康可持续发展的若干意见》,大面修补料销售意见指出到2015年,高端耐火材料基本自给,菱镁矿石资源综合利用率不低于90%,耐火粘土矿石资源综合利用率不低于80%。到2020年,滨州转炉大面修补料两种矿石资源综合利用率分别高于95%和90%。并推进联合重组、优化产业布局、强化节能降耗、淘汰落后产能。
以镁质制品为代表。它含氧化镁80%~85%以上, 以方镁石为主晶相。生产镁砖的主要原料有菱镁矿、海水镁砂由海水中提取的氢氧化镁经高温煅烧而成)等。对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性。纯氧化镁的熔点高达2800℃,因此,镁砖的耐火度较粘土砖和硅砖都高。20世纪50年代中期以来,由于采用了吹氧转炉炼钢和采用碱性平炉炉顶,碱性耐火材料的产量逐渐增加,粘土砖和硅砖的生产则在减少。碱性耐火材料主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼以及一些高温热工设备。
镁砂的纯度对镁碳砖的抗渣性有着重大的影响。氧化镁含量越高,杂质相对越少,硅酸盐相分割程度降低,方镁石直接结合程度提高,抗渣的渗透及渣的熔损能力提高。镁砂中的榨汁主要有氧化钙,二氧化硅,氧化铁,如果杂质含量高,特别是氧化硼的化合物,会对镁砂的耐火度和高温性能产生不利影响。镁砂中的杂质主要有一下几个方面的不离影响1降低方镁石的直接结合程度2高温下与氧化镁形成低熔物3氧化铁,二氧化硅等杂质在1500-1800℃时,先于氧化镁与碳反应,留下气孔使制品的抗渣性变差。