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。
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,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。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。
蓝晶石粉可以在低于1350℃下发生转化反应产生较小体积膨胀,析出的SiO2又可与材料中的α-Al2O3反应生成莫来石,这样也有助于结合。如果在液相范围内产生膨胀,那么膨胀会引起液体的移动,浇注料的许多空隙可能被液体填充。所以莫来石的生成不仅能够提高浇注料的结构强度,改善烧后线变化,而且还能部分消除浇注料在高温和冷却过程中产生的收缩裂缝,从而提高浇注料的使用寿命,所以,在细粉中应添加适量的蓝晶石粉。但其加入量过大时,导致浇注料剥落,故其加入量以10%左右为宜。
生产MgO-C砖常用的结合剂有煤焦油,煤沥青和石油沥青,钢包档渣墙以及特殊碳质树脂,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,钢包档渣墙销售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。
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。