镁碳砖_研究_模版.docVIP

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低碳镁碳砖的实验研究

镁碳砖发展概况1

MgO–C砖是20世纪70年代兴起的新型耐火材料,最早由日本九洲耐火材料公司渡边明首先开发,它是以镁砂(高温烧结,具有耐火度高、抗热震性优良和抗侵蚀能力强等优良

[1]特性而被广泛应用于钢铁企业,如转炉炼钢和电炉炼钢。

[2]我国在1980前后年开始研究含碳耐火材料,并被列入国家“七五”(1985~1989)科技攻关项目。1987年鞍钢三炼钢厂在转炉上试用MgO–C砖后,仅用一年时间就超额完成了“七五”转炉炉龄达千次的攻关目标。发展到目前,全国各大中小钢厂已普遍推广使用MgO–C质耐火材料作为转炉和电炉的炉衬。

随着冶炼技术的进步对耐火材料的新要求,低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。低碳MgO–砖一般是指总含碳量C不超过8%、由镁砂与石墨通过有机结合剂结合

[3]而成的MgO–砖,降低碳含量可明显降低材料的热导率。近年来,对精炼钢包用低碳量、C

性能优异的低碳镁碳砖的开发受到国内外业界的重视,这方面的研究开发工作已取得一定的成果,展现了良好的发展前景。

镁碳砖既保持了碱性耐火材料的优点,同时又彻底改变了以往碱性耐火材料中耐剥落性能差,容易吸收炉渣等的固有缺点,如图1

镁碳砖的生产过程2

影响镁碳砖性能的工艺因素主要有原料、结合剂、添加剂等。

原料2.1

MgO–C砖的主要原料包括电熔镁砂或烧结镁砂、鳞片状石墨、有机结合剂以及抗氧化

剂。

2.1.1镁砂

镁砂是生产MgO–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C

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–砖所用的镁砂,除了化学成分外,在组织结C构方面,还要求高密度和大结晶。

镁砂中的杂质主要有CaO、SiO2、Fe2O3、B2O3等,天然镁砂中B2O3含量极低,属无硼砂。镁砂中如果杂质含量高,特别是B2O3(海镁)的化合物,会对镁砂的耐火度及高温性能产生不利影响。

镁碳砖的使用结果表明,用MgO含量高、方镁石相结晶颗粒大、钙硅比大于2的镁砂、B2O3含量少,生产镁碳砖效果最好。

1.镁砂临界粒度的选择(大颗粒抗渣好,小颗粒热震好)

通常MgO-C砖的熔损是通过工作面上的镁砂同熔渣反应进行的,熔损速度的大小除与

镁砂本身的性质有关外,还取决于镁砂颗粒的大小。较大的颗粒会有较高的耐蚀性能,但其脱离MgO-C砖工作面浮游至熔渣中去的可能性也大,一旦发生这种情况,就会加快MgO-C砖的损毁速度。

镁砂大颗粒的绝对膨胀量比小颗粒要大,再加上镁砂膨胀系数比石墨大得多,所以在

MgO-C砖中镁砂大颗粒与石墨界面比镁砂小颗粒与石墨界面产生的应力大,因而产生的裂

纹也大,这说明MgO-C砖中的镁砂临界粒度尺寸小时,会具有缓解热应力

2.1.2碳源

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%,最好是大于98%的石墨。

石墨具有很好的耐火材料基本特性,主要理化指标:固定碳85,,98,,灰分13,,2,(主要成分SiO2,Al2O3等),相对密度2(09,2(23,熔点3640K(挥发)。由于石墨非常容易被氧化。真空中:3850?,低压下升华,温度:2200?,其强度随温度的升高而增加.

镁碳砖使用过程中,石墨(高温)的氧化有三种原因:

(1)空气中氧对石墨的氧化;

(2)渣中氧化物对石墨的氧化;

(3)石墨本身所含杂质氧化物对石墨的氧化。

这些氧化物主要指SiO2和Fe2O3。

镁碳砖中杂质氧化物和石墨反应后,造成砖体结构疏松,透气性增大、强度下降,这是镁碳砖损毁的内因。因此,生产镁碳砖大都选用纯度高、磷片结晶大的石墨。

除石墨外,炭黑也普遍用于镁碳砖的生产。炭黑是由烃

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