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。
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。
不论是在传统的MgO-C砖还是在目前大量使用的低碳MgO-C砖,主要利用鳞片状石墨作为其碳源。石墨作为生产MgO-C砖的主要原料,主要得益于其优良的物理性能:对炉渣的不湿润性。高的导热性。低的热膨胀性。此外,石墨与耐火材料在高温下不发生共熔,耐火度高。石墨的纯度对MgO-C砖的使用性能影响较大,一般要使用碳含量大于95%,大于98%的石墨。除石墨外,炭黑也普遍用于镁碳砖的生产。炭黑是由烃类碳氢化合物的热分解或不完全燃烧制得的具有高度分散的黑色粉末状碳质物料。
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。转炉档渣坝复合尖晶石包括MgAl2O4、MgFe2O4、MgCr2O4和FeAl2O4等尖晶石固溶体。档渣坝生产镁铬砖在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℃。
低导热可以实现筒体温度下降和减少散热损失,从而降低能耗。轻量化:设计材料结构,在保证必须的耐碱性等功能性前提下实现轻量化;微孔技术:研究微结构和性能可调控工艺技术;多层复合技术:研究层结构耐火材料复合界面的全寿命热匹配稳定性调控技术。主要有:轻质耐碱浇注料、低导热抗剥落砖、多层复合硅莫砖、多层复合莫来石砖、高强低导镁铝尖晶石砖等。无铬化——解决铬污染问题。用于水泥回转窑高温带,重点研究耐火材料的挂窑皮性、荷重软化温度和康热震性;实现水泥窑用耐火材料全窑无铬化。主要有:方镁石—铁铝尖晶石砖、镁铁铝复合尖晶石砖、镁钙锆砖、镁铝尖晶石砖等无铬化尖晶石砖。
成型的镁碳砖坯必须经过硬化处理才能使用,硬化处理的温疫对耐火砖的性能有很大的影响。经研究证明,在200一250℃硬化处理较为合适,对于保证砖的体积密度、降低气孔率等均有处,高于250℃和低于200℃时,硬化处理均会带来不良影响。要严格升揾制空。通常在50—60℃时,因树脂软化,应适当保温;在100—110℃,因有溶剂大量排出,应保温;住200—250℃,为使反应完全,也应适当保温。