制造镁碳砖的方法-冷混合工艺

按照冷混合工艺用合成焦油结合剂制造的传统镁碳砖在焦油受损过程中发生硬化并获得必要的强度，因此便形成了各向同性的玻璃状碳。此种碳未显现出热塑性，在内衬烘烤或操作使用过程中该热塑性能适时地消除大量的应力。用沥青结合剂生产的镁碳砖，由于在沥青碳化过程中形成各向异性的石墨化焦炭结构，该砖具有较高的高温塑性。

因此，采用沥青结合制造的砖的抗裂性高于沥青结合的砖。但是，沥青结合的砖的缺点之一就是在进行生产时需要采用热混合，并且要求设有砖模预热装置。在本论文中叙述了采用冷混合工艺制造镁碳砖的方法。制成的砖具有较低的弹性模量，从而使其在操作使用过程中起消除应力的作用。普通的煤焦油沥青由于其中存在着苯并毗，对环境保护是有害的。选择了苯并毗含量低的特殊的符合环保要求的结合剂。

1绪言

三十五年前开发了镁碳耐火砖，目前该砖广泛地用于砌筑炼钢炉。镁碳砖也广泛地用于其它窑炉，如双膛炼钢炉、 Rll 型循环法真空处理装置等。在传统上，此种砖是采用合成焦油结合剂按照冷混合工艺制造，以及采用沥青结合剂按照热混合工艺制造。两种结合剂均有着自己的优点和缺点。采用焦油结合剂生产的镁碳砖的主要优点是有可能采用冷混合工艺进行生产，它与采用沥青结合剂不同，不需要繁重的设备和手工劳动。另一方面，用沥青结合剂生产的砖具有较好的热塑性．在使用过程中由于可以吸收操作时产生的应力，因而它具有较高的抗裂性。本项研究工作的主要内容在于综合利用两个系统的优点，井制定冷混合工艺。

2 实验

2.1 原料

作为原料，采用纯度为 97.5％的电熔镁砂及纯度为95％的FC牌号鳞片石墨、标准的煤焦油沥青，由于其中存在聚芳族烃，例如苯并吡，它对环境是有害的。煤焦油沥青中苯并吡的含量介于 10000～15000mg·kg-1 之间，而国际标准中规定苯并吡含量应为 50mg·kg-1 （见德国标准 TGRS 551）。为了遵守这一严格的要求，选择了苯并吡含量达 300mg·kg-1 的特殊结合剂。从供货方取得了关于粘度性能的数据，该数据表明，此种结合剂的动力学粘度介于可溶酚醛树脂及线性酚醛树脂之间，这是生产完全可以接受的。

2.2 成型混合物的制备及试样的成型

通常为了制造焦油结合的砖，我们采用 2 ％的稀焦油。在实验过程中，逐步用稀沥青取代稀焦油，并观察砖的可成型性和性能的变化。为了进行充分的比较研究，制造了 5 种成型混合物。

在 Eirih公司倾斜式高强力混合机中制备成型混合物，并放置 0.5h。砖在200mpa压力下进行成型。成型后的砖在 200℃下干燥20h，然后在自然条件下进行冷却。根据下列各种试验对试样的要求来切割试样：开口气孔率、体积密度、常温耐压强度及砖中的残碳率。

2.3 试样的试验

在我们的试验室中进行试验。从每种配料中随意选择3块砖，为了减少误差，计算出平均指标。

脱水（吸水）剂的效应是众所周知的。作为此种加入剂，选用了硫磺粉。使用不同数量的硫磺进行了试验。查明，加入硫磺后，强度提高 20 % ，但是炭化处理后材料的开口气孔率及体积密度指标并未得到任何改善。但是，加入 10 ％脱水剂及稀沥青时在成型后及碳化处理后耐压强度的两个指标均得到提高。进一步增加硫磺的加入量时，强度未得到任何提高。

3 工业试验

为了进行工业试验，选用了配料 CZ 并制成砖。采用上述配料制成的砖砌筑了三个钢包的包衬。包衬的使用寿命为 109 次、 103 次及 105次（平均为 109 次），采用焦油结合的传统镁碳砖的使用寿命为 103 次。

4 结束语

选用合适的结合剂可使砖达到较高的性能。所采用的结合剂符合环保安全的要求（见标准 TGRS 551 ）。显而易见，包衬寿命的提高对用户是有好处的。就造价而言，所采用的特殊沥青结合剂与焦油类似。