碳质耐火砖的基本性质是怎样的?一般情况下,碳质有怎样的应用?科瑞耐材作为河南耐火砖厂家介绍,碳质耐火砖为暗灰色,有光泽,烧成良好的碳砖不沾污手,用小锤敲击有清脆声。耐火度和荷重软化温度高,抗热震性好;不被溶渣、铁水等润湿,几乎不受所有酸碱盐和有机药品的腐蚀,抗渣性好,高温体积稳定,机械强度高,耐磨性好,具有良好的导电、导热性。另外,碳易氧化,无论是原料的煅烧或是制品的焙烧以及制品的使用,均要在还原气氛中进行。
一、碳砖的生产工艺
碳砖的生产过程与其他耐火砖大致相似,但必须防止碳在高温下氧化,所以原料的焙烧和制品的烧成,都要在还原气氛下进行。无烟煤在使用前要先进行焙烧,以排除挥发分、硫分、水分,并提高无烟煤的体积稳定性、机械强度和抗氧化性。焦炭要先经过干燥,以免因含水分过高而引起成型困难和使制品在烧成过程中开裂。沥青要先行熔化并脱水,使其水分小于0.2%,脱水温度应为120~160℃。
碳砖配料是以焙烧过的颗粒状无烟煤为骨料,它的粒度根据制品的大小而定:大型砖为8~12毫米,小型砖为4~6毫米。无烟煤加入量约为60%。焦炭以细粉加入,其中粒度小于88微米的含量应达70%左右。高炉碳砖的结合剂加入量通常为15~20%。为了防止氧化,砖坯在烧成时一般以焦炭粉或煤粉作保护填料。烧成温度为1300~1450℃,保温时间约20小时,总烧成时间约240~420小时,冷却到40~60℃时出窑。碳砖高温出窑,易起火燃烧。
二、碳砖的性能和用途
性能:碳砖的热稳定性好,热胀系数小,耐高温,耐各种酸、碱、盐和有机溶剂的侵蚀,但在氧化气氛中容易氧化。
用途:碳砖广泛应用于冶金工业。其中以高炉碳砖用量最大,许多高炉的炉底和炉缸是用碳砖砌筑的。碳砖还用于铝电解槽。此外,还广泛用在电镀工业的酸洗槽、电镀槽,造纸工业的溶解槽,化学工业的反应槽、贮槽,石油化学工业的高压釜等。
其次,由于碳砖的性质,故被广泛应用于砌筑高炉炉底、炉缸。近年来使用范围不断扩大,炉腹和炉身下部也开始采用碳砖。可提高高炉的连续作业时间,延长使用周期。
高炉炉缸用耐火材料性能的好坏是影响高炉寿命的关键因素之一。在高炉炉缸用耐火材料的发展中,一是改进碳砖的性能、结构,采用高热导、高纯度、微气孔的热压碳砖,以克服由于碱侵蚀、碳沉积、铁水渗透等因素造成炉缸的毁损;二是采用新的炉缸材料。
炉缸、炉底应采用全碳砖或复合碳砖炉底结构,并应采用良好碳砖砌筑。大型高炉采用碳砖、SiC砖对延长高炉寿命极为重要。在采用铜冷却壁之后,高炉长寿的薄弱环节已从炉身中下部、炉腰、炉腹转移到炉缸部位。所以加大对延长炉缸寿命已成为高炉长寿工作的重点工作。
风口带宜采用组合砖结构,一般使用刚玉莫来石砖,或棕刚玉砖,也可用热压碳砖NMA或NMD砖。
高炉炉缸侵蚀的原因有:化学侵蚀、水蒸汽的氧化、锌和碱金属、热应力的破坏。
采用高导热性的微孔碳砖,并对炉缸冷却壁实行强化冷却,使渣铁形成凝固的1150℃温度残存于碳砖之中,并要使之远离冷却壁。目前国内外高炉炉缸、炉底结构是有3种基本类型:一为大块碳砖砌筑,炉底设陶瓷垫;二是热压小块碳砖,炉底设陶瓷垫;三是大块或小块碳砖砌筑,炉底设陶瓷杯。上述3种结构形式均有高炉长寿的实践实例。
国内外高炉均已采用高导热碳砖、微孔碳砖和陶瓷垫结构。高喷煤比的高炉,在操作上强调要活跃炉缸中心,又要求炉底中心要保持适当的温度。因此,人们逐渐重视陶瓷垫的阻热作用,也重视陶瓷垫寿命的提高,希望能获得炉底中心温度的适中。
此外,碳砖还广泛用于电化学工业、化学工业、石油化学工业、电镀工业、铁合金工业炉(或设备的内衬)、酸液、碱液槽衬和管路,以及熔炼有色金属(如铝、铅、锡等)的炉衬。
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