鎂碳磚是以鎂砂和碳素材料為原料,用瀝青或樹脂作結合劑制造的堿性耐火材料。兼具鎂質耐火材料高耐火度和碳素耐火材料難于被爐渣、鋼液潤濕的多重優點,因其具有耐火度高、抗渣侵蝕能力強、抗熱震性優異等眾多優良特點而被廣泛應用于鋼鐵行業,如轉爐爐口、電爐渣線部位、鋼包工作層等溫度高、機械沖刷嚴重、渣況侵蝕嚴重等惡劣環境中。
鎂碳磚雖然具有上述眾多優點,但是在高溫及氧化氣氛中磚中的碳容易氧化,導致磚體結構變質、疏松,最后侵蝕、剝落而失效。因此需要添加各種防氧化劑來抑制碳的氧化,改善鎂碳磚的質量,如添加碳化硼、金屬鋁粉、金屬硅粉及其混合物等。
試驗原料及試樣制備
采用大結晶電熔鎂砂(粒徑分布為5~3mm、3~1mm、1~0mm、<0.088mm)為骨料,加入鱗片石墨、高溫瀝青(粒徑<0.088mm)、液體酚醛樹脂、碳化硼、金屬鋁粉、金屬硅粉制成試樣
從試驗結果可以看出:隨著碳化硼、金屬鋁粉、金屬硅粉、金屬鋁粉和金屬硅粉的復合加入,試樣的體積密度均有降低,且單獨加入金屬硅粉后,試樣的體積密度達到更低;而復合加入金屬鋁粉和金屬硅粉后,試樣體積密度有所回升。導致試樣體積密度出現上述規律變化的原因為:金屬硅粉的體積密度<碳化硼的體積密度<金屬鋁粉的體積密度<電熔鎂砂的體積密度,所以隨著各種防氧化劑的加入,試樣體積密度均比不加入的試樣呈現出下降趨勢。
隨著碳化硼、金屬鋁粉、金屬硅粉、金屬鋁粉和金屬硅粉的復合加入,試樣體積密度下降的同時,顯氣孔率卻呈現出上升趨勢。
隨著碳化硼、金屬鋁粉、金屬硅粉、金屬鋁粉和金屬硅粉的復合加入,試樣的常溫耐壓強度表現出降低趨勢,且隨著金屬硅粉加入量的增加,試樣的常溫耐壓強度也呈下降趨勢。這是因為隨著防氧化劑的加入,試樣的體積密度降低、氣孔率增加,試樣內部的固-固結合減弱,導致常溫耐壓強度降低。
結論
(1)添加防氧化劑后,鎂碳磚的體積密度、常溫耐壓強度均有所下降。
(2)當金屬鋁粉與金屬硅粉復合添加時,試樣的高溫抗折強度達到更大值17.6MPa。
(3)防氧化劑碳化硼、金屬硅粉的引入使試樣發生微膨脹,有利于提高試樣的高溫體積穩定性。
(4)添加防氧化劑金屬硅粉的試樣具有良好的綜合性能
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