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。
耐火修补料的品种多、应用广。其分类有三种:一是按修补料品种分为高铝质、黏土质和镁质等;二是按施工方法分为耐火喷补料、耐火投补料、耐火压入法和火焰喷补料等;三是按用途分为高炉喷补料、转炉喷补料、电炉喷补料、钢包喷补料鱼雷式铁水罐喷补料和均热炉喷补料等。耐火喷补料耐火喷补料与耐火喷涂料的材料组成和喷涂工艺,基本相似。前者用于修补热工设备的村体,后者用于喷涂热工设备的村体。
订单下滑、产能过剩正在逼迫耐火材料行业加快转型,镁碳砖厂家更多环保型产品的研发以及去年以来基建投资的加码使得行业正迎来新的转机。进入新世纪(002280,股吧)以来,耐火材料行业得到了快速发展。全国耐火原材料产量从2000年的1000多万吨增长到现在的每年6000多万吨。2012年耐火材料产量2818万吨,约占世界耐材产量的65%以上,出口量为203.97万吨。但是受下游行业固定投资减弱、基建用耐火材料需求量减少等因素影响,2012年耐火材料企业订单数量减少、销量下降,加之资金紧张,企业不得不关停窑炉消耗原有库存。
生产MgO-C砖常用的结合剂有煤焦油,煤沥青和石油沥青,转炉喷补料以及特殊碳质树脂,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,转炉喷补料加工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。
当进行较大体积或厚度的多层耐火浇注料施工时,层料振捣完毕,应将泛浆层划破再加第二层料。因泛浆层表面较光,易造成厚度分层现象硬化是指耐火材料与结合剂之间发生物理化学变化后所形成的结构,在一定的外界环境条件下所具有的机械强度。多种不定形耐火材料,在胶结剂的作用下,不需经过高温烧结,只要满足它的特定要求,即可实现化学或物理结合而达到耐火材料的硬化并具有较高的强度。如各种类型的耐火水泥,当与耐火骨料、粉料及水混合后,经过一段时间养护、不断硬化,强度不断提高。高温烧成耐火材料,或是热喷补的耐火材料,在温度下降的过程中,原有液相玻璃化或是晶体活性降低而实现了硬化过程。
在耐火氧化物中,碳可以减小熔渣、钢水与耐火材料的润湿性,增加其导热性,降低其膨胀,因而使耐火材料具有优良的抗热震性能。另外,碳具有较高的热稳定性,其升华温度约4000℃。在110~140bar的压力下,碳在相图中的三相点(固/液/气)接近 4020℃,因此,在低于110bar压力时,碳升华而不熔化。由于碳在高温下氧化,因此以上研究结果只能在特定的条件下才能应用。目前,含碳耐火材料最重要的应用领域为:转炉、电炉和钢包工作衬2.熔炼金属用坩埚3.连铸用关键部件4.高炉炼铁用耐火材料.