按照冷混合工艺用合成焦油结合剂制造的传统镁碳砖在焦油受损过程中发生硬化并获得必要的强度,因此便形成了各向同性的玻璃状碳。镁碳砖厂家转炉用镁碳砖此种碳未显现出热塑性,在内衬烘烤或操作使用过程中该热塑性能适时地消除大量的应力。用沥青结合剂生产的镁碳砖,由于在沥青碳化过程中形成各向异性的石墨化焦炭结构,该砖具有较高的高温塑性。
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,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,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。
生产MgO-C砖常用的结合剂有煤焦油,煤沥青和石油沥青,钢包出刚槽以及特殊碳质树脂,多元醇,沥青变性酚醛树脂,合成树脂等。目前所用到的结合剂有以下几种类型:沥青类物质。焦油沥青是一种热塑性材料,具有与石墨、氧化镁亲和力大,炭化后残碳率高,成本低的特点,过去曾大量使用;但是焦油沥青中含有致癌的芳香烃,钢包出刚槽销售尤其是苯并茁含量高;由于环境意识的加强,现在焦油沥青的使用量在减少。树脂类物质。合成树脂是由苯酚和甲醛反应制得,在常温下便能和耐火材料颗粒很好的混合,炭化后残碳率高,是当前生产MgO-C砖用主要结合剂;但它炭化后形成的玻璃态网络结构,对耐火材料的抗热震性和抗氧化性都不理想。
工艺设备安装设计的几点改进。筛上料回流系统结构型式在粉碎系统设计中通常将圆锥破碎机与双辊破碎机组成联合机组使用,以期提高该机组的产量,即将圆锥破碎机的筛上料作为双辊破碎机的加入料,其加入结构为筛上料入双辊前的直段溜管设一闸板以控制料流。这种结构不仅加重了机前手工操作,不易调节喂料量,而且由于密封性差易造成泄尘,为此在筛上料回流系统中增加一定容量的中间缓冲料槽,然后用给料机喂料则较好地解决了上述问题。
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。