炭砖

炭砖概述

carbon refractory

主要用于熔融金属与炉的砌筑体接触的地方，如高炉的炉膛和炉底，熔融有色金属的竖炉，熔融电石、铁合金等的电炉等。

分类

普通高炉炭砖

半石墨质高炉炭砖

石墨块炉底炭砖

石墨一碳化硅砖

微孔炭砖

热模压小炭砖

自焙炭砖

上世纪90年代是我国连铸技术快速发展时期，高效连铸技术成为发展的重心。为了提高连铸钢包使用寿命，应高效连铸技术发展的需要，我国又开发了钢包用铝镁炭砖，用于各类连铸钢包，使钢包使用寿命大幅度提高。洛耐院、宝钢和焦作某耐火材料厂合作开发的铝镁炭钢包砖在宝钢300t连铸钢包上使用，包龄从使用一等高铝砖的20多次，提高到80次以上，最高达到126次。鞍钢三炼钢200t全连铸并进行炉外精炼的钢包，使用铝镁炭砖，平均寿命64次，最高达到73次。1993年钢包用优质铝镁炭砖 的推广使用在我国全面展开，全国许多炼钢厂企业的实际情况，陆续使用铝镁炭钢包衬砖，使钢包的寿命显著提高，如攀钢160t钢包使用铝镁炭衬砖后，平均寿命提高到90次，最高达到115次。

铝镁炭砖

铝镁炭砖是以特级高铝矾土熟料，电熔镁砂或烧结镁砂和石墨为原料，以液体酚醛树脂作结合剂制成的不烧制品。该制品具有抗渣侵蚀好，耐侵蚀性强，抗热震性好，价格低，主要用于钢包的非渣线部位。我国部分厂家生产的钢包用铝镁炭砖理化指标见表1。

表1钢包用铝镁炭砖理化指标

高炉铝炭砖的品种不同，使用的原材料也有区别。耐火骨料和粉料主要用特级、一级矾土熟料，也可用白刚玉、棕刚玉等材料;炭素材料主要用鳞片石墨，还有中温沥青等;碳化硅则用特级或一级品，也可用致密SiC结合剂用酚醛树脂，其固含量≥75%，游离酚≤6%， 残碳量≥43%，含水率≤2%，密度1.1g/cm3左右。该砖用的耐火骨料临界粒径为8mm，其通用配合比:粗骨料40% ~60%、细骨料5%~20%、鳞片石墨8% ~ 15%、SiC4% ~ 10%、耐火粉料15% ~ 25%和结合剂4% ~ 6%。另外，根据需要掺加超微粉、抗碱剂和膨胀剂等外加物。

铝炭砖的生产工艺流程，见图1。其技术措施是耐火骨料多级级配，外加物或固体结合剂与耐火粉料制成预混合粉，同时掺加适量的外加剂。混料时，先加颗粒料和结合剂，待颗粒料完全被结合剂包裹后，再加各种粉料，混练15 ~ 20min;摔和料在300t压砖机上成型，加压次数不少于10次。压砖机吨位越大，加压次数越少，但不得少于5次、同时，操作应先轻后重，便于排气和减少裂纹。

成型后的半成品，检验外观、尺寸和质量等。检验合格的半成品，装入倒焰窑中焙烧固化，直接或间接加热均可。焙烧固化温度依结合剂的品种而定，一般为200 ~ 250℃，焙烧时间一般为20 ~ 50h。其中，在50 ~ 60℃时树脂开始软化，在100 ~ 110℃时树脂中的溶剂排除，因此应适当保温。达到固化温度时，为了使反应进行完全并形成炭结合，也应适当保温。当然，炭结合的最终形成，是在较高温度下进行的。出窑后的制品，应堆放在库房内， 也可暂时露天贮放。

　　图1铝炭砖的生产工艺流程

表1为高炉铝炭砖的性能。从表中可见，铝炭砖热处理后的性能较好，耐压强度一般为35 ~45MPa;热面温度为900℃时，热导率一般约为10W/(m·K);抗碱性试验后砖的耐压强度25~ 50MPa，透气度也很小。编号4和编号5的透气度为零，因此称谓致密型铝炭砖。

　　表1高炉铝炭砖的性能

致密型铝炭砖具有优良的抗碱性能(表5 - 3 - 1中的编号4和编号5)，经过抗碱试验后，强度不但不降低，反而提高了;铝炭砖进行抗渣性试验时，当减重为21%时，仍显示出优良的性能。铁水熔蚀指数，铝炭转为≥2.852,而炭块一般为25%左右。致密型铝炭砖与氮化硅结合SiC砖相比，在相同抗渣试验条件下，前者失重率约为0.7%，棱角完整有斜裂纹，后者失重率为0.9%左右，棱角完整有斜裂纹。这就是说，铝炭砖也具有优良的抗渣性能。

铝炭砖使用后的残砖，一般来说失去结合剂而丧失强度，呈粉状。如铝炭砖经埋炭烧成后，则无此现象，故烧成铝炭砖应运而生，但某些性能稍逊于不烧铝炭砖。