碳质制品是另一类中性耐火材料,福州精炼炉盖生产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。福州转炉精炼炉盖石墨制品(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。
高铝砖耐火度1770-1790℃,三氧化铝(Al2O3)含量大于48%的一种耐火砖。其特点是:耐压强度高、耐火度高。耐冲击性好、抗腐蚀强、抗渣性优良、使用寿命长,荷重化温度高,高温下的结构强度高。镁砖耐火度达2000℃以上,以烧成镁砂为主要原料,经机压成型后在1500℃左右的高温烧成的制品。因其高温性能好,抗冶金炉渣能力强,被广泛应用于钢铁工业炼钢炉衬和混铁炉等,目前转炉层用镁砖多为烧成镁砖和镁硅砖。耐火砖里面、黏土砖、高铝砖、镁砖,其中的镁砖耐火温度比较高,高达2000多度;其次是高铝砖,耐火温度为1770-1790度;然后是黏土砖。
其特点是操作简单、附着率高且能迅速烧结。但因含水量大,顺粒较细,故收缩也较大。同时,因喷补层较薄,耐用性也不太好。半干法喷补是将耐火集料、结合剂、添加剂等组成的混合料,通过喷枪化端的水环孔眼与水混合,并由压缩空气喷射到喷补面上的一种方法,水的用量可根据喷补情况随时调整,一般波动在10?20%之间,这比湿法喷补用水量要低得多。因此,喷补层体积密度大,收缩较小,可获得较厚的喷补层,耐用性较好,但回弹量稍高于湿法,该喷补方法采用比较普遍。
镁铬砖是含MgO 55%?80%、钢包用镁碳砖Cr2O3 8%?20%的碱性耐火材料制品转炉用镁碳砖电炉喷补料,转炉用镁碳砖以方镁石、复合尖晶石及少量硅酸盐相所构成。复合尖晶石包括MgAl2O4、MgFe2O4、MgCr2O4和FeAl2O4等尖晶石固溶体。镁铬砖在20世纪60年代以后由于原料纯度和烧成温度的提高而得到迅速发展,目前镁铬砖按生产方法的不同可分为普通砖、直接结合砖、共同烧结砖、再结合砖和熔铸砖等。这是传统产品,以铬矿做粗颗粒,镁砂做细粉。或者是两种材料采用级配颗粒组成,烧成温度一般为1550,1600℃。
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。
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。