發(fā)布時(shí)間：2020/7/5 17:45:43

含碳耐火材料的耐火度高（純碳的熔融溫度為3500℃，實(shí)際上在3000℃即開始升華。碳化硅在2200℃以上分解），導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性均好，荷重變形溫度和高溫強(qiáng)度優(yōu)異，抗渣性和抗熱震性都比其他耐火材料好。但這一類制品都有易氧化的缺點(diǎn)。

含碳耐火材料是優(yōu)良耐火材料。鎂炭磚、鋁炭磚和鋁鎂炭磚等系列品種材料，在鋼鐵工業(yè)中廣泛使用，風(fēng)靡全世界，使窯爐壽命得到了極大的提高。以樹脂和瀝青結(jié)合的含碳?jí)喝肓虾秃�碳補(bǔ)爐料等不定形耐火材料，也得到了發(fā)展。瀝青和石墨的總含碳量<5%的含碳耐火澆注料在高爐出鐵溝和混鐵爐等熱工設(shè)備上，也得到了成功的應(yīng)用。但是，含碳量>5%的含碳耐火澆注料，仍處于探索階段，主要是理想的炭素材料鱗片石墨，與水不浸潤(rùn)、分散性較差所致。

在含碳耐火澆注料中，用樹臘等非水溶性材料作結(jié)合劑，因其黏性太大，用量很多，方能流動(dòng)和成型，致使?jié)沧⒘蠚饪锥唷⒔M織結(jié)構(gòu)不致密,難以抵抗熔渣的侵蝕；用土狀石墨等炭素材料，與水混練時(shí)有較好的流動(dòng)性和分散牲，但其無定形結(jié)構(gòu)且含較多揮發(fā)分，影響澆注料的抗渣性和抗氧化性，得不到好的使用效杲。當(dāng)采用鱗片石墨作炭素材料時(shí)，需對(duì)其表面進(jìn)行改性處理，提高石墨的親水性和分散性，方能配制成功性能優(yōu)良的含碳耐火澆注料。

含碳耐火搗打料的使用部位及性能

含碳耐火搗打料在高爐的出鐵溝和出渣溝上，應(yīng)用較多，其壽命為不經(jīng)修補(bǔ)的一次通鐵量為5萬t以上，經(jīng)3 ~5次的修補(bǔ)，通鐵量可達(dá)數(shù)10萬t。

高爐鐵、渣溝用搗打料的主要性能

在大、中型高爐爐底墊層和炭磚縫隙等部位，采用炭素?fù)v打料搗制。墊層搗打料系用石墨塊破碎后作骨料，料的含碳量大于90%，烘干體積密度大于1.5g/cm3,熱導(dǎo)率約為  14W/(m·K);嵌縫耐火搗打料系含有氮化硅的高級(jí)材料，其Si3N4含量約為20%，SiC為  16%左右，烘干容重一般為1.70~1.76g/cm3，烘干抗折強(qiáng)度為4~7MPa，1400℃高溫抗折強(qiáng)度和燒后線收縮分別為2.4  ~2.9MPa和0.3%左右;還有爐缸部位用的炭素?fù)v打料，含碳量大于15%，Al2O3約為15%，SiO2為60%左右。該料烘干容重約為1.8g/cm3,熱導(dǎo)率一般為1.3W/(m·K)。另外，在中、小型高爐爐缸、爐底和鋁電解槽等熱工設(shè)備上，采用炭素耐火搗打料冷態(tài)搗制襯體，應(yīng)用較多。與傳統(tǒng)的熱態(tài)炭素?fù)v打料相比，勞動(dòng)條件改善，襯體性能提高。該料亦稱為冷搗炭素料，其大粒徑為10mm，1350℃燒后的性能：體積密度1.45g/  cm3，體積收縮率1.3%，顯氣孔率21%，耐壓強(qiáng)度27MPa和熱導(dǎo)率2.55W/(m·K)。該類耐火搗打料一般用酚醛樹脂和瀝青等有機(jī)物作結(jié)合劑，用量為5%~13%，同時(shí)摻加保存劑、固化劑等外加劑。

在大型熱風(fēng)化鐵爐等熱工設(shè)備上，某些部位也使用了含碳耐火搗打料。該料一般用致密白剛玉、棕剛玉，并與特級(jí)或一級(jí)礬土熟料復(fù)合作耐火骨料和粉料，有的摻加少量鋯英石細(xì)顆粒，以提高性能。炭素材料一般采用SiC、鱗片石墨、土狀石墨和瀝青焦等，其總用量為  10%~25%。常用的結(jié)合劑，一般為磷酸、磷酸鋁和結(jié)合黏土等，單獨(dú)使用或復(fù)合使用，其用量為8%~11%。同時(shí)，應(yīng)摻加酸性抑制劑、表面活性劑和保存劑等外加劑。表3-5-2  為熱風(fēng)化鐵爐用搗打料的主要性能。

熱風(fēng)化鐵爐用搗打料的主要性能

在鋁鋯炭質(zhì)耐火搗打料中，進(jìn)行了添加金屬硅粉的試驗(yàn)。其結(jié)果表明，添加金屬硅粉的耐火搗打料，1500℃高溫耐壓和抗折強(qiáng)度分別為24MPa和5MPa，比未加的強(qiáng)度分別約提高了  164%和113%。因此，在含碳耐火搗打料中，摻加金屬硅粉能提高強(qiáng)度，同時(shí)還能提高抗渣性和抗氧化性。

在含碳耐火搗打料中，摻加SiO2超微粉，也進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。SiO2超微粉的摻加量為2%。Al2O3 - SiC -  C質(zhì)耐火搗打料摻加SiO2超微粉后，體積密度和烘干強(qiáng)度與未加的基本相同，1450℃燒后耐壓強(qiáng)度由30.8MPa提高到33.4MPa，也基本相似。這說明，在該類耐火搗打料中，摻加SiO2超微粉，無明顯效果。

含碳耐火搗打料一般在耐火材料廠中配制，即按配合比稱量各種原材料，在輪碾機(jī)或強(qiáng)制式攪拌機(jī)中濕混練均勻，無需擠泥工序，出料后直接裝袋密封，然后入庫或發(fā)運(yùn)。該料保存期一般為3個(gè)月，即保存3個(gè)月后，搗打料仍應(yīng)具有良好的可塑性，以方便搗打施工。

隨著保存時(shí)間的延長(zhǎng)，水分逸出，致使搗制體密實(shí)性下降，因此強(qiáng)度也隨之降低。即或如此，該料保存3個(gè)月，仍有較好的黏塑性，可搗打施工，一般也不影響使用。

另外，在煉鋼電爐等熱工設(shè)備上，也應(yīng)用含碳耐火搗打料。例如，用鎂砂作耐火骨料和 粉料，摻加5℃  '10%的冶金焦粉等炭素材料，用煤瀝青、脫水煤焦油或鹵水等材料作結(jié)合 劑，現(xiàn)場(chǎng)搗制熔煉池爐底和堤坡等部位的工作層，可滿足生產(chǎn)工藝的技術(shù)要求。

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