鎂碳耐火磚簡稱鎂碳磚，是以高熔點(diǎn)堿性氧化物氧化鎂(熔點(diǎn)2800℃)和難以被爐渣侵潤的高熔點(diǎn)碳素材料作為原料，添加各種非氧化物添加劑，用炭質(zhì)結(jié)合劑結(jié)合而成的不燒炭復(fù)合耐火材料，經(jīng)混練、成型、熱處理生產(chǎn)而成。

　　產(chǎn)品應(yīng)用

　　鎂碳磚主要用于轉(zhuǎn)爐、交流電弧爐、直流電弧爐的內(nèi)襯，鋼包的渣線等部位。

　　鎂碳耐火磚理化指標(biāo)

　　牌號 顯氣孔率/%≤體積密度/(g/cm3)常溫耐壓強(qiáng)度/MPa ≥高溫抗折強(qiáng)度(1400℃，30min)/MPa(MgO)/% ≥(C)/% ≥

　　指標(biāo)

　　MT-5A53.15±0.0850—855

　　MT-5B63.10±0.0850—845

　　MT-5C73.00±0.0845—825

　　MT-8A4.53.12±0.0845—828

　　MT-8B53.08±0.0845—818

　　MT-8C62.98±0.0840—798

　　MT-10A43.10±0.084068010

　　MT-10B4.53.05±0.0840—7910

　　MT-10C53.00±0.0835—7710

　　MT-12A43.05±0.084067812

　　MT-12B43.02±0.0835—7712

　　MT-12C4.53.00±0.0835—7512

　　MT-14A3.53.03±0.0840107614

　　MT-14B3.52.98±0.0835—7414

　　MT-14C42.95±0.0835—7214

　　MT-16A3.53.00±0.083587416

　　MT-16B3.52.95±0.0835—7216

　　MT-16C42.90±0.0830—7016

　　MT-18A32.97±0.0835107218

　　MT-18B3.52.92±0.0830—7018

　　MT-18C42.87±0.0830—6918

　　產(chǎn)品特點(diǎn)

　　(1)良好的耐高溫性能;

　　(2)抗渣性能高。碳材料難于被爐渣、鋼液潤濕和鎂砂的高耐火并呈堿性性能

　　(3)抗熱震性能好。石墨在1000℃時的熱導(dǎo)率為229W/m*k，MgO在1000℃時的導(dǎo)熱率為24.08W/m*k，石墨的機(jī)械強(qiáng)度隨著溫度升高而提高;

　　(4)高溫蠕變低。

　　鎂碳耐火磚在轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用

　　1、爐口部位爐口部位溫度變化劇烈，熔渣和高溫爐氣的沖刷比較厲害，在加料和清理殘鋼、殘?jiān)鼤r，爐口受到撞擊。因此用于爐口的耐火磚必須是具有較高的抗熱震性和抗渣性，耐熔渣和高溫爐氣的沖刷，且不易粘鋼，即便粘鋼也易于清理的鎂碳磚。

　　2、爐帽部位爐帽部位是受熔渣侵蝕最嚴(yán)重的部位，同時還受溫度急變的影響和含塵廢氣的沖刷，故應(yīng)使用抗渣性強(qiáng)和抗熱震性奸的鎂碳磚。此外，若爐帽部位不便砌筑絕熱層時，可在永久層與爐殼鋼板之間填筑鎂砂樹脂打結(jié)層。

　　3、爐襯的裝料側(cè)爐襯的裝料側(cè)除受吹煉過程擦渣和鋼水噴濺的沖刷、化學(xué)侵蝕外，還要受到裝入廢鋼和兌入鐵水時的直接撞擊與沖蝕，給爐襯帶來嚴(yán)重的機(jī)械性損傷，因此應(yīng)砌筑具有高抗渣性、高強(qiáng)度、高抗熱震性的鎂碳磚。

　　4、爐襯出鋼側(cè)爐襯出鋼側(cè)基本上不受裝料時的機(jī)械沖撞損傷，熱震影響也小，主要是受出鋼時鋼水的熱沖擊和沖刷作用，損壞速度低于裝料側(cè)。若與裝料側(cè)砌筑同樣材質(zhì)的鎂碳磚時，其砌筑厚度可稍薄些。

　　5、渣線部位渣線部位是在吹煉過程中，爐襯與熔渣長期接觸受到嚴(yán)重侵蝕而形成的。在出鋼側(cè)，渣線的位置隨出鋼時間的長短而變化，大多情況下并不明顯;但在排渣側(cè)就不同了，受到熔渣的強(qiáng)烈侵蝕，再加上吹煉過程其他作用的共同影響，襯磚損毀較為嚴(yán)重，需要砌筑抗渣性能良好的鎂碳磚。

　　6、兩側(cè)耳軸部位兩側(cè)耳軸部位爐襯除受吹煉過程的蝕損外，其表面又無保護(hù)渣層覆蓋，磚體中的碳素極易被氧化，并難于修補(bǔ)，因而損壞嚴(yán)重。所以，此部位應(yīng)砌筑抗渣性能良好、抗氧化性能強(qiáng)的高級鎂碳磚。

　　7、熔池和爐底部位熔池和爐底部位爐襯在吹煉過程中受鋼水強(qiáng)烈的沖蝕，但與其他部位相比損壞較輕。可以砌筑含碳量較低的鎂碳磚，或者砌筑焦油白云石磚。若是采用頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝時，爐底中心部位容易損毀，可以與裝料側(cè)砌筑相同材質(zhì)的鎂碳磚。

　　生產(chǎn)鎂碳耐火磚所需的主要原料有鎂砂、石墨、結(jié)合劑和添加劑，這些原料的質(zhì)量直接影響著鎂碳耐火磚的性能和使用效果。

　　1、鎂砂鎂砂是生產(chǎn)鎂碳耐火磚的主要原料，鎂砂質(zhì)量的優(yōu)劣對鎂碳耐火磚的性能有著極為重要的影響，如何合理地選擇鎂砂是生產(chǎn)鎂碳耐火磚的關(guān)鍵之一。

　　鎂砂有電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂，它們具有不同的特點(diǎn)。生產(chǎn)鎂碳耐火磚用的鎂砂質(zhì)量應(yīng)著重考慮下列內(nèi)容。

　　(1)MgO含量(純度);(2)雜質(zhì)的種類與含量;(3)鎂砂的體積密度、氣孔率以及方鎂石晶粒尺寸等。

　　鎂砂的純度對鎂碳磚的抗渣性能有著重大的影響。MgO含量越高，雜質(zhì)相對越少，硅酸鹽相分割程度降低，方鎂石直接結(jié)合程度提高，抗高溫溶渣的滲透及熔損能力提高。

　　鎂砂中的雜質(zhì)主要有CaO、SiO2、Fe2O3、B2O3等，天然鎂砂中B2O3含量極低，鎂砂中如果雜質(zhì)含量高，特別是B2O3的化合物，將對鎂砂的耐火度及高溫性能產(chǎn)生不利影響。

　　鎂砂中的雜質(zhì)主要有以下幾個方面的不利影響。

　　(1)降低方鎂石的直接結(jié)合程度;(2)高溫下與MgO形成低熔物;(3)Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)在1500～1800℃時，先于MgO與C反應(yīng)，留下氣孔使鎂碳質(zhì)耐火材料的抗渣性變差。

　　鎂碳耐火磚在使用過程中，鎂砂熔損的重要過程之一是熔渣通過氣孔與方鎂石晶界滲入，從而促進(jìn)MgO與熔渣的反應(yīng)。當(dāng)熔渣和SiO2、CaO等雜質(zhì)反應(yīng)之后，方鎂石晶體不斷剝落進(jìn)入熔渣中。體積密度高的鎂砂可以減少熔渣的侵入，從而提高鎂碳耐火磚的耐蝕能力。所以生產(chǎn)鎂碳耐火磚的鎂砂一般要求體積密度不小于3.34g/cm3，最好大于3.45 g/cm3。同時，如果方鎂石晶粒愈大，則晶粒間直接結(jié)合程度愈高、晶界愈少、晶界面積越小，因而熔渣向晶界處滲透越難。一般情況下，電熔鎂砂的抗侵蝕性比燒結(jié)鎂砂好。原因就在于電熔鎂砂的晶粒尺寸大、晶粒問的直接結(jié)合程度比燒結(jié)鎂砂要高。

　　因此，要生產(chǎn)高質(zhì)量的鎂碳耐火磚，須選擇高純、高體積密度鎂砂。例如，不小于97%，CaO/SiO2>2，雜質(zhì)含量低，體積密度不小于3.34 g/em3，結(jié)晶發(fā)育良好，氣孑率不大于3%，且最好小于1%。但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于鎂碳耐火磚使用的部位不同，對它性能的要求也不同。因此，根據(jù)實(shí)際情況選擇質(zhì)量相當(dāng)?shù)逆V砂，符合降低成本、減少優(yōu)質(zhì)資源消耗、有利于可持續(xù)發(fā)展的原則。2、石墨制備鎂碳耐火磚用的炭素材料主要為鱗片石墨。

　　鱗片石墨按固定碳含量不同分為四類：高純石墨、高碳石墨、中碳石墨和低碳石墨。

　　石墨的主要特性如固定碳(fix carbon)含量、粒度、灰分組成(ash)及其含量，顆粒形狀、揮發(fā)分(volatile content)及水分等質(zhì)量指標(biāo)影響鎂碳耐火磚的性能和使用效果。

　　固定碳是指石墨中除去揮發(fā)分、灰分以外的組成部分，揮發(fā)分是易揮發(fā)的有機(jī)及無機(jī)物。石墨的固定碳含量越高，則灰分及揮發(fā)分越少，制備出來的鎂碳耐火磚在高溫下使用過程中組織結(jié)構(gòu)越好，制品的高溫抗折強(qiáng)度越大。

　　用不同純度的石墨作為炭素原料生產(chǎn)出的鎂碳耐火磚，在結(jié)構(gòu)上存在著明顯的差異。用低純石墨生產(chǎn)的鎂碳耐火磚，經(jīng)高溫處理后，由于石墨伴生礦物熔化成玻璃相并與鎂砂或碳反應(yīng)，產(chǎn)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷，從而使制品的結(jié)構(gòu)局部劣化，高溫強(qiáng)度降低。隨石墨純度的提高，高溫抗折強(qiáng)度提高。

　　石墨越純，生產(chǎn)出的鎂碳耐火磚耐侵蝕性越好。

　　石墨中的揮發(fā)分在鎂碳耐火磚熱處理過程中會產(chǎn)生較多的揮發(fā)物，使制品的氣孔率變大，因此對制品的使用性能不利。

　　石墨的粒度影響制品的抗熱震性和抗氧化性能。對于鱗片石墨，鱗片越大，則制品的耐剝落性和抗氧化性越好。這是因?yàn)榇篦[片石墨具有高的熱導(dǎo)率和小的比表面積。生產(chǎn)-C質(zhì)耐火材料用的鱗片石墨一般要求其粒度大于0.125 mm;鱗片石墨的厚度對制品的性能也有影響。一般要求厚度不大于0.02mm，最好不大于0.01mm。鱗片石墨的厚度越小，其端部表面發(fā)生氧化的有效面積越小，所以制品的抗氧化性能越好，這是因?yàn)轺[片石墨邊緣的氧化速度比其表面要快4～100倍之故。

　　近年來，由于低碳鎂碳磚的開發(fā)，碳含量減少，為保證石墨在制品中的均勻分布，粒度有減小的趨勢，制備不同的鎂碳耐火磚需選用不同品質(zhì)的石墨。

　　灰分是石墨經(jīng)氧化處理后的殘留物。一般情況下，鱗片石墨的灰分主要成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3，這三種成分約占灰分的82.9%～88.6%，其中SiO2在灰分中占33%～59%之多。石墨中灰分越多，鎂碳耐火磚的抗渣性能越低。此外，雜質(zhì)對于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于石墨的氧化有催化作用;另一方面，石墨的灰分對鎂碳耐火磚氧化后所形成的脫碳層的厚度等有影響，從而影響其抗氧化性。但并非純度越高的石墨制得的鎂碳耐火磚抗氧化性越好。