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        行業資訊

        碳對耐火材料有什么作用?

        編輯:耐火磚廠家   分類:行業資訊  發布:2021-04-30   瀏覽:
        鋁碳耐火磚屬于鋁碳耐火材料的范圍。鋁碳耐火材料是指以含氧化鋁材料和碳材料為原料,混合碳化硅、金屬硅等添加物,用樹脂等有機結合劑制成的碳結合耐火材料。其品種有鋁碳滑板磚、鑄口磚、耐堿鋁碳磚和高爐鋁碳磚等,性能特點是耐侵蝕性強、熱震穩定性好、強度高、導熱率高。
         
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        碳復合耐火材料是由兩種以上性質不同的耐火氧化物和碳材料和非氧化物材料制成的原料,以含碳有機物為結合劑制成的多相復合耐火材料。構成該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等金屬、AlSi、AlMg類合金、SiC、B4C等碳化物等。用這些原料通過添加樹脂和瀝青等結合荊成形,得到的氧化物、碳、非氧化物、結合劑構成的復合耐火材料。
         
        碳耐火材料的分類、性能和使用場所
        含碳耐火材料是指由碳或碳的化合物制成,主要分為碳的耐火產品。
        含碳耐火材料分為碳制品、石墨粘土制品和碳化硅制品3種。
        含碳耐火材料的耐火性高(純碳熔融溫度為3500℃,實際上在3000℃開始升華。碳化硅在2200℃以上分解),導熱性和導電性好,負荷變形溫度和高溫強度優異,耐渣性和耐熱振動性優于其他耐火材料。但是,這種產品有易氧化的缺點。
        碳質產品是以碳為主要成分,以焦炭、石墨或熱處理無煙煤為原料,以含碳有機材料為結合劑制成的產品。這種產品有以焦炭和無煙煤為主要成分的碳磚和石墨化的人工石墨質和半石墨質碳磚。碳制品具有良好的耐熱性、耐侵蝕性、高溫強度和高溫導熱性,目前主要用于高爐。
         
        石墨粘土制品是以天然石墨為原料,以粘土為結合劑制成的耐火材料。具有良好的熱傳導性,耐高溫,無金屬熔體作用,熱膨脹小。這樣的產品有石墨粘土的位置、蒸餾罐、鑄鋼用的塞子磚、水口磚裝入桶的墊磚等。其中生產多應用廣泛的鋼和熔煉有色金屬的石墨粘土穴位。
        碳化硅產品是以碳化硅(SiC)為原料生產的高級耐火材料。其耐磨性和耐蝕性好,高溫強度大,導熱率高,熱膨脹系數小,耐熱震性好,近年來其應用領域不斷擴大。碳化硅產品根據結合劑分為以下3種
        氧化物結合-以粘土、二氧化硅為結合劑的;
        氮化物結合-以氮化硅(Si3N4)或含氧氮化硅(Si2ON2)為結合劑的;
        自結-利用碳化硅的再結晶作用。
        碳化硅制品目前在鋼鐵冶煉中可用于桶襯、水口、塞頭、高爐底和爐腹、出鐵槽、轉爐和電爐出鋼口、加熱爐無水冷軌等。在有色金屬(鋅、銅、鋁)冶煉中,大量用于蒸餾器、精餾塔托盤、電解槽側墻、熔融金屬管道、吸泵和熔融金屬穴位等。
         
        碳復合耐火材料按顯微結構分為陶瓷結合型和碳結合型兩種。典型的陶瓷結合產品有燒成油浸磚、粘土或高鋁石墨產品等。其結構特點是高溫燒成在耐火材料成分之間形成某種陶瓷結合,碳材料填充在耐火材料粒子之間或氣孔中。鋁碳滑板和浸泡式水口等耐火材料產品也有結合碳膜,其主要結合形式為陶瓷結合,仍屬陶瓷結合型碳復合耐火材料。碳結合耐火材料是不燃燒的耐火材料,其生產技術首先將劉和粗?;旌暇鶆?,使結合劑在粗粒子表面形成薄膜,加入耐火材料的細粉和石墨,混合均勻成形。經熱處理后,作為結合劑的樹脂固化形成固化樹脂框架,將耐火材料成分和石墨結合起來。產品經過碳化后,樹脂框架被碳化成碳框架。顯然,碳框架的連續性和強度對產品性質有很大影響。耐火材料和石墨浸潤性好,殘碳高的結合劑。形成完整性好、強度分離的碳框架。這種結合耐火材料和石墨傾注粒子的碳被稱為結合碳,結合碳的結構和性質與石墨碳不同,結合碳在柔軟的周圍形成結合碳膜,該膜構成空間碳網絡結合順粒子,石墨和耐火材料的細粉在粗粒子之間。
         
        含碳耐火沖擊材料的使用部位和性能
        含碳耐火沖擊材料多應用于高爐出鐵溝和出渣溝,其壽命不經修補的一次鐵量在5萬t以上,經3~5次修補,鐵量可達10萬t。
         
        高爐鐵、爐渣溝用耐火材料的主要性能
        在大、中型高爐的底層和碳磚的間隙等部分,用碳制成材料制成。墊層沖擊材料用石墨塊破碎后作為骨料,材料的碳含量超過90%,干燥體積密度超過1.5g/cm3,導熱率約為14W/(mK)的嵌縫耐火沖擊材料是含有氮化硅的高級材料,其Si3N4含量約為20%,SiC為16%左右,干燥容量一般為1.70~1.76g/cm3,干燥抗折強度為4~7MPa,1400℃高溫抗折強度和燃燒后線收縮分別為2.4~2.9MPa和0.3%左右,爐缸部使用的碳沖擊材料含量為15%,Al2O2O20S左右。該材料的干燥容量約為1.8g/cm3,導熱率一般為1.3W/(m.K)。另外,在中、小型高爐缸、爐底、鋁電解槽等熱工設備中,采用碳耐火沖擊材料冷卻沖擊襯體,應用較多。與傳統的熱狀態碳相比,勞動條件改善,襯里性能提高。該材料又稱冷制碳材料,其粒徑為10mm,在1350℃燃燒后的性能:體積密度為1.45g/cm3,體積收縮率為1.3%,顯氣孔率為21%,耐壓強度為27mpa和導熱率為2.55W/(m.K)。這種耐火沖擊材料一般用酚醛樹脂和瀝青等有機物作為結合劑,使用量為5%~13%,同時配合保存劑、固化劑等添加劑。
         
        熱風化鐵爐用搗打材料的主要性能
        在鋁鋯炭質的耐火沖擊材料中,進行了添加金屬硅粉的試驗。結果顯示,添加金屬硅粉的耐火沖擊材料,1500℃的高溫耐壓和抗折強度分別為24MPa和5MPa,比未添加的強度分別提高了約164%和113%。因此,在含碳耐火材料中,混合金屬硅粉可以提高強度,同時提高耐渣性和抗氧化性。
         
        鋁碳耐火材料是什么?
        鋁碳特殊耐火材料是指以氧化鋁和碳為原料,多加入SiC、金屬Si、Al等其他原料,用瀝青碳復合特殊耐火材料。從廣義上講,以氧化鋁和碳為主要成分的耐火材料為鋁碳耐火材料。鋁碳耐火材料根據其生產技術分為鋁碳耐火材料和鋁碳耐火材料。
        不燃鋁碳耐火材料屬碳結合型耐火材料,其抗氧化性明顯優于鎂碳磚,而且耐Na2O系渣的侵蝕性能優良,因此在高爐、鐵水包等鐵水預處理設備中得到廣泛應用。鋁碳耐火材料是陶瓷結合型耐火材料,強度高,耐侵蝕性和耐熱震性好,適用于連鑄用滑水口系統的滑板磚和連鑄三個部件,即長水口、浸水口和整體塞桿等。
         
        氧化鋁具有高抗酸、堿渣、金屬和玻璃溶液作用的能力。用于高溫氧化性氣氛和恢復性氣氛,可以得到良好的使用效果。碳素原料,特別是石墨具有高導熱率和低線膨脹系數,與渣滓和高溫溶液具有不濕潤性。因此,鋁碳磚具有以下性能。
        (1)鋁碳耐火材料具有優異的耐渣性和耐熱震性。與鎂碳耐火材料相比,鋁碳耐火材料具有更好的耐堿蝕性和耐TiO2渣蝕性。
        (2)燒成鋁碳磚,由于添加物硅和碳在高溫下反應形成碳化硅,具有碳結合和陶瓷結合的雙重結合系統,燒成鋁碳耐火材料具有很高的力學性能,在連鑄中不僅是傳統的耐火材料,也是功能結構材料。
         
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