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。
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。
镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800℃)和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料,添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料。镁碳砖主要用于转炉、交流电弧炉、直流电弧炉的内衬,钢包的渣线等部位。镁碳砖供应镁碳砖作为一种复合耐火材料,有效地利用了镁砂的抗渣侵蚀能力强和碳的高导热性及低膨胀性,补偿了镁砂耐剥落性差的缺点。其主要特点有:1具有良好的耐高温性能2抗渣能力强3抗热震性好4高温蠕变低。
生产MgO-C砖常用的结合剂有煤焦油,煤沥青和石油沥青,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,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。
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。出刚槽加工镁碳砖厂家转炉用镁碳砖此种碳未显现出热塑性,转炉出刚槽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。