碳在耐火材料中的作用

　　耐火材料專家很早就了解到不同形式的碳在耐火材料中所表現出的優良性能。在耐火氧化物中，碳可以減小熔渣、鋼水與耐火材料的潤濕性，增加其導熱性，降低其膨脹，因而使耐火材料具有優良的抗熱震性能。另外，碳具有較高的熱穩定性，其升華溫度約4000℃。在110~140bar的壓力下，碳在相圖中的三相點(固/液/氣)接近 4020℃，因此，在低于110bar壓力時，碳升華而不熔化。由于碳在高溫下氧化，因此以上研究結果只能在特定的條件下才能應用。

　　目前，含碳耐火材料最重要的應用領域為：

 

    1.轉爐、電爐和鋼包工作襯

 

    2.熔煉金屬用坩堝

 

    3.連鑄用關鍵部件

 

    4.高爐煉鐵用耐火材料

 

    5.通過添加碳，可生產多種耐火磚，特別是鎂碳質高級堿性耐火材料。

 

    向耐火材料中添加碳有多種方法：

 

　　1.焦油瀝青或合成樹脂浸漬

 

　　燒結氧化物耐火材料的開口氣孔率約為12%，這些孔隙大部分可被焦油瀝青或樹脂所填充。由于揮發份的揮發、致密度相對較低，這類制品的殘碳率約為2%~3%。

 

　　2.焦油瀝青或樹脂結合

　　一般來說，生產鎂碳質耐火材料，其結合劑的加入量為3%~5%，殘碳率約為50%，炭化后碳含量減少至1.5%~3%，同時，為了增加制品的碳含量，還加入1%~3%的碳黑，使最終制品中的碳含量為3%~6%。

 

　　3.添加固體碳

 

　　除了加入焦油瀝青或樹脂結合劑外，還可加入 5%~15%石墨，使最終制品中的碳含量為6%~18%。

 

　　鎂碳磚是一種典型的復合材料，它結合了碳素材料的優良的耐火性能以及形成的二次致密MgO 層的優良性能。