製備MgO-C質耐火材料用的碳素材料

製備MgO-C質耐火材料用的碳素材料主要為鱗片石墨。

鱗片石墨按固定碳含量分為四類:高純石墨、高碳石墨、中碳石墨和低碳石墨。

影響鎂碳質耐火材料性能參數的主要有固定碳含量、粒度、灰分組成及其含量,顆粒形狀、揮發分及水分等。其中,固定碳是指石墨中除去揮發分、灰分以外的組成部分;揮發分是指石墨中易揮發的有機及無機物。一般情況下,要求石墨的固定碳含量越高,則製備出來的鎂碳質耐火材料在高溫下使用過程中具有優良的結構,製品的高溫抗折強度等力學性能越好。

用不同純度的石墨作為碳素原料生產出的鎂碳質耐火材料,在結構上存在著明顯的差異。石墨越純,生產出的鎂碳質耐火材料抗渣侵蝕性越優良,石墨純度越低,生產出的鎂碳質耐火材料在高溫下,會由於其中的雜質相熔化成玻璃相併與鎂砂或碳產生反應,導致內部產生缺陷,惡化製品的結構局部,降低製品的高溫強度等。

石墨中的揮發分在熱處理過程中會產生較多的揮發物,導致製品的氣孔率增大,降低製品的使用性能。

石墨的粒度對製品的熱震穩定性及抗氧化性影響很大。一般認為,鱗片石墨的鱗片越大,則製品的熱震穩定性及抗氧化性越好,這是由於大鱗片石墨具有較高的熱導率和較小的比表面積的緣故。一般要求,生產鎂碳質耐火材料用的鱗片石墨其粒度大於115目。鱗片石墨的厚度對製品的性能也有影響,鱗片石墨的厚度越小,其端部表面被氧化的有效面積減小,能提高製品的抗氧化性。近年來,由於低碳鎂碳磚的開發,碳含量減少,為保證石墨在製品中的均勻分佈,粒度有減小的趨勢。

灰分是石墨經氧化處理後的殘留物[8]。石墨中灰分越多,鎂碳質製品的抗渣性能越低。此外,雜質對於石墨的抗氧化性也有一定的影響。其作用可以分為兩個方面。一方面是某些夾雜氧化物對於石墨的氧化有催化作用;另一方面,石墨的灰分對鎂碳質耐火材料氧化後所形成的脫碳層的厚度有影響,從而影響其抗氧化性。但並非純度越高的石墨製得的MgO-C質耐火材料的抗氧化性越好。


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