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什么是铝碳质耐火材料?分类及应用详解

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什么是铝碳质耐火材料?分类及应用详解

发布日期:2018-02-05 00:00 来源:http://www.zzkrnc.com 点击:

铝碳质特种耐火材料是指以氧化铝和碳素为原料,大多数情况下还加入其他原料,如SiC、金属Si、Al等,用沥青或树脂等有机结合剂粘结而成的碳复合特种耐火材料。广义上讲,以氧化铝和碳为主要成分的耐火材料均称为铝碳质耐火材料。铝碳质耐火材料按其生产工艺不同,又可分为两类:不烧铝碳质耐火材料和烧成铝碳质耐火材料。

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不烧铝碳质耐火材料属于碳结合型耐火材料,由于其抗氧化性明显优于镁碳砖,且抗Na2O系渣的侵蚀性能优良,因此在高炉、铁水包等铁水预处理设备中得到广泛的应用。烧成铝碳质耐火材料属于陶瓷结合型耐火材料,由于其强度高、抗侵蚀和抗热震性能好,因而大量的适用于连铸用滑动水口系统的滑板砖及连铸三大件,即长水口、浸入式水口和整体塞棒等。

氧化铝具有高的抵抗酸、碱性炉渣、金属和玻璃溶液作用的能力。它在高温下的氧化性气氛或是还原性气氛中使用,均能受到良好的使用效果。而碳素原料特别是石墨具有高的热导率和低的线膨胀系数,同时与渣和高温溶液具有不湿润性。因此铝碳砖具有如下性能。

(1)铝碳质耐火材料具有优异的抗渣性能和抗热震性能。与镁碳质耐火材料相比,铝碳质耐火材料具有更好的抗碱侵蚀和抗TiO2渣侵蚀能力。

(2)对于烧成铝碳砖,由于添加物硅与碳在高温下反应形成碳化硅,使其具有双重结合系统,即碳结合和陶瓷结合,因而烧成铝碳质耐火材料具有高的力学性能,在连铸中不但充当传统的耐火材料,而且是一种功能结构材料。

目前铝碳耐火材料主要选用电熔刚玉、烧结刚玉或烧结板状刚玉、特级或Ⅰ级优质矾土熟料作制品的粗颗粒成分。选用刚玉细粉或电熔莫来石、烧结合成莫来石细粉,也可采用合成高莫来石细粉。在制品中掺加一定数量的碳,对改善制品性质、延长使用寿命有利。碳的熔点很高,线膨胀系数小,导热性好。碳可以渗透到制品中的颗粒孔隙内或在颗粒之间形成脉状网络碳链结构,形成“碳结合”,从而降低制品的气孔率,提高制品的高温强度。碳还可形成不受金属和熔渣侵蚀的表面,提高制品的抗侵蚀能力和耐热冲击性。此外,碳的存在为铁、硅氧化物的还原创造了条件,所生成的金属与耐火材料不发生化学反应。在氧化物被碳还原的过程中,生成的气体能够阻止蓉蓉氧化物向耐火材料内部渗透。碳还可提高制品的导热性,以避免制品的个别部位因温度过热不均匀而导致砖的剥落、断裂。所以,铝碳砖中的碳素原料以鳞片状天然石墨为主,也可采用热解高纯石墨,通常还加入炭黑。抗氧化剂有金属Al、Si粉及SiC、B4C粉。加入少量抗氧化剂能延缓含碳层氧化,提高制品的使用寿命。


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