镁砂是生产MgO–C砖的主要原料,有电熔镁砂和烧结镁砂之分。电熔镁砂与烧结镁砂相比具有方镁石结晶粒粗大、颗粒体积密度大等优点,是生产镁碳砖中主要选用的原料。生产普通镁质耐火材料,对镁砂原料要求主要具有高温强度和耐侵蚀性能,因此注重镁砂的纯度及化学成分中的C/S比和B2O3含量。随着冶金工业的发展,冶炼条件日益苛刻,在冶金设备(转炉、电炉、钢包等)上应用的MgO–C砖所用的镁砂,除了化学成分外,在组织结构方面,还要求高密度和大结晶。
镁铝碳砖PN系列铝镁碳砖采用特级铝矾土或刚玉为骨料,钢包用镁碳砖炉转用镁碳砖并着重强化基质,以酚醛树脂为结合剂,采用机压成型,具有抗侵蚀、抗剥落、强度高等特点,适用于钢包包底和包壁等部位。PN系列镁铝碳砖是在铝镁碳砖的基础上调整了工艺和技术,增强了材料的抗侵蚀性和抗剥落性,适用于钢包包底和包壁等部位,能明显提高钢包的使用寿命。碳在耐火材料中的应用在当下冶金行业中的应用已相当的广泛,在过去,为了适应冶金新工艺和耐火材料技术发展,开发了许多新产品。耐火材料专家很早就了解到不同形式的碳在耐火材料中所表现出的优良镁铝碳砖性能。
碳质制品的热膨胀系数很低,导热性高,耐热震性能好,高温强度高。在高温下长期使用也不软化,不受任何酸碱的侵蚀,有良好的抗盐性能,也不受金属和熔渣的润湿,质轻,是优质的耐高温材料。缺点是在高温下易氧化,不宜在氧化气氛中使用。碳质制品广泛用于高温炉炉衬(炉底、炉缸、炉身下部等)、熔炼有色金属炉的衬里。石墨制品可以做反应槽和石油化工的高压釜内衬。碳化硅与石墨制品还可以制成熔炼铜同金和轻合金用的坩埚。
近期中国耐火材料行业协会对52家耐材生产企业进行的调研显示,2012年耐材企业销售收入同比降低4.29%,实现利润同比降低21.40%;2012年以来,应收货款同比上升15.34%。为此,工信部昨日发布《关于促进耐火材料产业健康可持续发展的若干意见》,意见指出到2015年,高端耐火材料基本自给,菱镁矿石资源综合利用率不低于90%,耐火粘土矿石资源综合利用率不低于80%。到2020年,两种矿石资源综合利用率分别高于95%和90%。并推进联合重组、优化产业布局、强化节能降耗、淘汰落后产能。
以电熔法使镁铬混合粉料熔融,通过熔体析晶,形成显微结构相当均匀的、以镁铬尖晶石和方镁石混晶为主要相组成的原料,唐山转炉引流砂加工把这种电熔镁铬料粉碎成一定颗粒粒度,混合成型,经烧成以制备再结合砖,或直接用做化学结台砖。再结合砖的显微结构特征是高度的直接结合和含有大量的尖晶石脱溶相:含有大量脱溶相的基晶,从本质上改变了方镁石的物理化学性质,如降低热膨胀系数、提高抗热震性,改善对酸-碱性渣侵蚀的抵抗能力。唐山引流砂再结合砖有同熔铸砖使用效果相似的性状,但有比熔铸砖更好的耐温度急变性和更均匀的显微结构。
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。