镁碳质耐火材料目前所存在的问题、原因及解决措施-找耐火材料网

镁碳质耐火材料目前所存在的问题、原因及解决措施

发布日期： 2019-08-16 11:06:04 阅读量（729）作者：刘梓明

耐火材料具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性以及热稳定性，是各种高温设备必需的材料，其耐火温度一般在1580℃以上，包含天然矿石及各种人工制品。耐火材料按其化学成分可分为酸性、碱性和中性;按耐火度可分为普通耐火材料(1580~1770℃)、高级耐火材料(1770~2000℃)、特级耐火材料(2000℃以上)和超级耐火材料(大于3000℃)四大类;按矿物组成可分为硅酸铝质(粘土砖、高铝砖、半硅砖)、硅质(硅砖、熔融石英烧制品)、镁质(镁砖、镁铝砖、镁铬砖)、碳质(碳砖、石墨砖)、白云石质、锆英石质等。随着当今高温工业的飞速进步，耐火材料正日益成为其不可或缺的支撑材料，并广泛应用于建材、电力、水泥、钢铁及军工等国民经济的各个领域。

上世纪70年代初，随着钢铁铸造技术的发展，传统氧化物基耐火材料逐步显示出其落后性，研究者们开始尝试将石墨引入到传统氧化物基耐火材料中，形成了氧化物-碳复合耐火材料，镁碳耐火材料即是其中的一种，它曾经在钢铁铸造工业的发展中作出了重要贡献。镁碳耐火材料在我国也经历了四十多年的研究和发展，并取得了显著的成绩。但随着目前洁净钢技术、炉外精炼技术、钢铁工业节能减排技术及资源循环利用等技术的不断发展，传统的镁碳耐火材料由于较高的石墨含量(12~20wt%)，也逐步开始无法满足生产要求。主要原因包括：

(1) 碳的导热系数高，造成含碳耐火材料热损耗大，从而使炼钢能耗增加;

(2) 高碳含量引发的钢水增碳效应降低了钢材的理化性能;

(3) 石墨氧化导致材料结构疏松，其高温强度、抗侵蚀性等快速衰减，降低了耐火材料的使用寿命。

这些问题急需进一步优化其工艺，尤其是降低其含碳量来加以解决。在这种技术背景下，国内外大量学者都开展了低含碳量、高性能的镁碳耐火材料的研究，这主要包括:

(1) 将碳源从微米尺度向纳米尺度发展，优化基质结构;

(2) 改善结合剂的碳结构，提高其抗氧化性进而提高材料的强度和韧性;

(3) 抗氧化剂的复合使用及对碳素原料进行保护处理，提高碳的抗氧化性。

这些研究都力求使镁碳耐火材料中的碳含量低于8wt%，有的甚至低于3wt%，从而最大限度降低对钢水的增碳，同时，还能改善炼钢能耗，提升耐火材料的使用寿命。

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