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碳对耐火材料有什么作用?

编辑:耐火砖厂家   分类:行业资讯  发布:2021-04-30   浏览:
铝碳耐火砖属于铝碳耐火材料的范围。铝碳耐火材料是指以含氧化铝材料和碳材料为原料,混合碳化硅、金属硅等添加物,用树脂等有机结合剂制成的碳结合耐火材料。其品种有铝碳滑板砖、铸口砖、耐碱铝碳砖和高炉铝碳砖等,性能特点是耐侵蚀性强、热震稳定性好、强度高、导热率高。
 
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碳复合耐火材料是由两种以上性质不同的耐火氧化物和碳材料和非氧化物材料制成的原料,以含碳有机物为结合剂制成的多相复合耐火材料。构成该材料的氧化物主要是MgO、Al2O3、ZrO2和MgAl2O4的碳主要是天然石墨的非氧化物是Al、Si、Mg等金属、AlSi、AlMg类合金、SiC、B4C等碳化物等。用这些原料通过添加树脂和沥青等结合荆成形,得到的氧化物、碳、非氧化物、结合剂构成的复合耐火材料。
 
碳耐火材料的分类、性能和使用场所
含碳耐火材料是指由碳或碳的化合物制成,主要分为碳的耐火产品。
含碳耐火材料分为碳制品、石墨粘土制品和碳化硅制品3种。
含碳耐火材料的耐火性高(纯碳熔融温度为3500℃,实际上在3000℃开始升华。碳化硅在2200℃以上分解),导热性和导电性好,负荷变形温度和高温强度优异,耐渣性和耐热振动性优于其他耐火材料。但是,这种产品有易氧化的缺点。
碳质产品是以碳为主要成分,以焦炭、石墨或热处理无烟煤为原料,以含碳有机材料为结合剂制成的产品。这种产品有以焦炭和无烟煤为主要成分的碳砖和石墨化的人工石墨质和半石墨质碳砖。碳制品具有良好的耐热性、耐侵蚀性、高温强度和高温导热性,目前主要用于高炉。
 
石墨粘土制品是以天然石墨为原料,以粘土为结合剂制成的耐火材料。具有良好的热传导性,耐高温,无金属熔体作用,热膨胀小。这样的产品有石墨粘土的位置、蒸馏罐、铸钢用的塞子砖、水口砖装入桶的垫砖等。其中生产多应用广泛的钢和熔炼有色金属的石墨粘土穴位。
碳化硅产品是以碳化硅(SiC)为原料生产的高级耐火材料。其耐磨性和耐蚀性好,高温强度大,导热率高,热膨胀系数小,耐热震性好,近年来其应用领域不断扩大。碳化硅产品根据结合剂分为以下3种
氧化物结合-以粘土、二氧化硅为结合剂的;
氮化物结合-以氮化硅(Si3N4)或含氧氮化硅(Si2ON2)为结合剂的;
自结-利用碳化硅的再结晶作用。
碳化硅制品目前在钢铁冶炼中可用于桶衬、水口、塞头、高炉底和炉腹、出铁槽、转炉和电炉出钢口、加热炉无水冷轨等。在有色金属(锌、铜、铝)冶炼中,大量用于蒸馏器、精馏塔托盘、电解槽侧墙、熔融金属管道、吸泵和熔融金属穴位等。
 
碳复合耐火材料按显微结构分为陶瓷结合型和碳结合型两种。典型的陶瓷结合产品有烧成油浸砖、粘土或高铝石墨产品等。其结构特点是高温烧成在耐火材料成分之间形成某种陶瓷结合,碳材料填充在耐火材料粒子之间或气孔中。铝碳滑板和浸泡式水口等耐火材料产品也有结合碳膜,其主要结合形式为陶瓷结合,仍属陶瓷结合型碳复合耐火材料。碳结合耐火材料是不燃烧的耐火材料,其生产技术首先将刘和粗粒混合均匀,使结合剂在粗粒子表面形成薄膜,加入耐火材料的细粉和石墨,混合均匀成形。经热处理后,作为结合剂的树脂固化形成固化树脂框架,将耐火材料成分和石墨结合起来。产品经过碳化后,树脂框架被碳化成碳框架。显然,碳框架的连续性和强度对产品性质有很大影响。耐火材料和石墨浸润性好,残碳高的结合剂。形成完整性好、强度分离的碳框架。这种结合耐火材料和石墨倾注粒子的碳被称为结合碳,结合碳的结构和性质与石墨碳不同,结合碳在柔软的周围形成结合碳膜,该膜构成空间碳网络结合顺粒子,石墨和耐火材料的细粉在粗粒子之间。
 
含碳耐火冲击材料的使用部位和性能
含碳耐火冲击材料多应用于高炉出铁沟和出渣沟,其寿命不经修补的一次铁量在5万t以上,经3~5次修补,铁量可达10万t。
 
高炉铁、炉渣沟用耐火材料的主要性能
在大、中型高炉的底层和碳砖的间隙等部分,用碳制成材料制成。垫层冲击材料用石墨块破碎后作为骨料,材料的碳含量超过90%,干燥体积密度超过1.5g/cm3,导热率约为14W/(mK)的嵌缝耐火冲击材料是含有氮化硅的高级材料,其Si3N4含量约为20%,SiC为16%左右,干燥容量一般为1.70~1.76g/cm3,干燥抗折强度为4~7MPa,1400℃高温抗折强度和燃烧后线收缩分别为2.4~2.9MPa和0.3%左右,炉缸部使用的碳冲击材料含量为15%,Al2O2O20S左右。该材料的干燥容量约为1.8g/cm3,导热率一般为1.3W/(m.K)。另外,在中、小型高炉缸、炉底、铝电解槽等热工设备中,采用碳耐火冲击材料冷却冲击衬体,应用较多。与传统的热状态碳相比,劳动条件改善,衬里性能提高。该材料又称冷制碳材料,其粒径为10mm,在1350℃燃烧后的性能:体积密度为1.45g/cm3,体积收缩率为1.3%,显气孔率为21%,耐压强度为27mpa和导热率为2.55W/(m.K)。这种耐火冲击材料一般用酚醛树脂和沥青等有机物作为结合剂,使用量为5%~13%,同时配合保存剂、固化剂等添加剂。
 
热风化铁炉用捣打材料的主要性能
在铝锆炭质的耐火冲击材料中,进行了添加金属硅粉的试验。结果显示,添加金属硅粉的耐火冲击材料,1500℃的高温耐压和抗折强度分别为24MPa和5MPa,比未添加的强度分别提高了约164%和113%。因此,在含碳耐火材料中,混合金属硅粉可以提高强度,同时提高耐渣性和抗氧化性。
 
铝碳耐火材料是什么?
铝碳特殊耐火材料是指以氧化铝和碳为原料,多加入SiC、金属Si、Al等其他原料,用沥青碳复合特殊耐火材料。从广义上讲,以氧化铝和碳为主要成分的耐火材料为铝碳耐火材料。铝碳耐火材料根据其生产技术分为铝碳耐火材料和铝碳耐火材料。
不燃铝碳耐火材料属碳结合型耐火材料,其抗氧化性明显优于镁碳砖,而且耐Na2O系渣的侵蚀性能优良,因此在高炉、铁水包等铁水预处理设备中得到广泛应用。铝碳耐火材料是陶瓷结合型耐火材料,强度高,耐侵蚀性和耐热震性好,适用于连铸用滑水口系统的滑板砖和连铸三个部件,即长水口、浸水口和整体塞杆等。
 
氧化铝具有高抗酸、碱渣、金属和玻璃溶液作用的能力。用于高温氧化性气氛和恢复性气氛,可以得到良好的使用效果。碳素原料,特别是石墨具有高导热率和低线膨胀系数,与渣滓和高温溶液具有不湿润性。因此,铝碳砖具有以下性能。
(1)铝碳耐火材料具有优异的耐渣性和耐热震性。与镁碳耐火材料相比,铝碳耐火材料具有更好的耐碱蚀性和耐TiO2渣蚀性。
(2)烧成铝碳砖,由于添加物硅和碳在高温下反应形成碳化硅,具有碳结合和陶瓷结合的双重结合系统,烧成铝碳耐火材料具有很高的力学性能,在连铸中不仅是传统的耐火材料,也是功能结构材料。
 
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