碳复合耐火材料

碳复合耐火材料按显微结构分为陶瓷结合型与碳结合型两大类。

典型的陶瓷结合制品有烧成油浸砖、黏土或高铝石墨制品等。其结构特点是通过高温烧成在耐火材料组分之间形成某种陶瓷结合，碳素材料填充在耐火材料颗粒之间或者气孔内。虽然烧成铝碳滑板及浸人式水口等类耐火材料制品中也存在一些结合碳膜，但其主要结合形式为陶瓷结合，仍属于陶瓷结合型碳复合耐火材料。

碳结合耐火材料属于不烧耐火材料，其生产工艺一般是先将结合刘和粗颗粒混合均匀.使结合剂在粗级粒表面形成一层薄膜，然后加入耐火材料细粉及石墨，混合均匀后成形。经热处理后，作为结合剂的树脂固化形成一个固化树脂框架把耐火材料组分和石墨结合起来。制品经碳化后，树脂框架被碳化而成为碳框架。显然，碳框架的连续性及强度对制品的性质有很大影响。对耐火材料及石墨的浸润性能好且残碳高的结合剂。会形成完整性好、强度离的碳框架。这种把耐火材料及石墨倾粒结合起来的碳被称为结合碳，结合碳的结构及性质与石墨碳不同，结合碳在软较周围形成一层结合碳膜，此膜构成一空间

碳网络将顺粒结合起来，石墨和耐火材料细粉位于粗颗粒之间。

主要用于冶金行业，例如:

高炉出铁口用--Al2O3-SiC-C炮泥，

铁沟浇注料--Al2O3-SiC-C砖，

鱼雷罐--Al2O3-SiC-C砖，Al2O3-MgO-C砖

钢包:

渣线--MgO-C砖

包衬--Al2O3-MgO-C砖

连铸三大件

塞棒--Al2O3-C质

长水口--Al2O3-C质

浸入式水口--Al2O3-C质

滑板--Al2O3-ZrO2-C

碳复合耐火材料是由两种或两种以上不同性质的耐火氧化物和碳素材料及非氧化物材料为原料，用含碳有机物作为结合剂而制成的一种多相复合耐火材料。组成该材料的氧化物主要是MgO、Al2O3、ZrO2和MgAl2O4;碳主要是天然石墨;非氧化物物是从Al、Si、Mg等金属，AlSi、AlMg类的合金以及SiC,B4C之类的碳化物等。用这些原料通过添加树脂或沥青等结合荆加以成形，而得到的由氧化物、碳、非氧化物以及结合剂所组成的复合耐火材料。

国外:上世纪70年代开始，进行含碳耐火材料的研究;70年代末期，日本九洲耐火材料公司渡边明等人研制成功镁碳砖，并在多国申报专利;镁碳砖最先用于电炉电极的热点部位;1978年用于底吹转炉供气嘴，1979年用于转炉的各个部位。

国内: 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年在鞍钢三炼钢厂转炉上试用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。

上世纪80年代后期，在全国各大中小钢厂普遍推广使用MgO-C质耐火材料作为转炉和电炉的炉衬。

镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800℃)和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧碳复合耐火材料。镁碳砖主要用于转炉、交流电弧炉、直流电弧炉的内衬，钢包的渣线等部位。

镁碳砖作为一种复合耐火材料，有效地利用了镁砂的抗渣侵蚀能力强和碳的高导热性及低膨胀性，补偿了镁砂耐剥落性差的最大缺点。

其主要特点有:1具有良好的耐高温性能2抗渣能力强3抗热震性好4高温蠕变低

原料对镁碳砖性能的影响

生产镁碳砖的主要原料，镁砂质量的优劣对镁碳砖的性能有着极为重要的影响，如何合理地选择镁砂是生产镁碳砖的关键。镁砂有电熔镁砂和烧结镁砂，它们具有不同特点。电熔镁砂:晶粒大，杂质少，硅酸盐相少，晶粒直接结合程度高，晶界少。

烧结镁砂:晶粒细小，杂质与硅酸盐相相对叫多，直接结合程度较差。

对于镁砂原料，除了化学成分外，在组织结构方面，还要求高密度和大结晶，因此，作为生产镁碳砖用的镁砂原料质量指标，应考察下列内容:1.氧化镁含量(纯度)。2.杂质的种类特别是.C/S和B2O3含量。3.镁砂的密度、气孔孔径、气孔形态等(烧结性)。

镁砂的纯度对镁碳砖的抗渣性有着重大的影响。氧化镁含量越高，杂质相对越少，硅酸盐相分割程度降低，方镁石直接结合程度提高，抗渣的渗透及渣的熔损能力提高。镁砂中的杂质主要有氧化钙，二氧化硅，氧化铁， 如果杂质含量高，特别是氧化硼的化合物，会对镁砂的耐火度和高温性能产生不利影响。

镁砂中的杂质主要有一下几个方面的不利影响1降低方镁石的直接结合程度2高温下与氧化镁形成低熔物3氧化铁，二氧化硅等杂质在1500-1800℃时，先于氧化镁与碳反应，留下气孔使制品的抗渣性变差。

对于镁砂原料，除了杂质的总量以外，杂质的种类及相对含量队镁砂的性能同样有重大影响。其中CaO/SiO2比和B2O3含量的影响最为明显，一般镁质耐火材料通常要求CaO/SiO2≥2以提高镁碳砖高温稳定性

制备镁碳砖的碳素材料主要为鳞片石墨