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由于镁碳砖中碳的存在大大改善了镁碳砖的性能

2021-03-27 10:45:08

传统镁碳砖中的碳含量较高,一般在10~20%的区间范围内。由于镁碳砖中碳的存在,大大改善了镁碳砖的性能,使得其在某些性能上优于镁铬砖、镁白云石砖等,但是由于冶金技术的进步及其对耐火材料提出的苛刻要求,使得传统镁碳砖在使用过程中出现了一系列的问题:石墨优良的导热系数,增加了炼钢过程中的热损耗,浪费了能源;过高的石墨含量,会在炉外精炼的过程中使得钢液中碳含量增加,影响钢液的质量,不利于钢中碳含量的降低;此外,石墨是一种宝贵的不可再生资源,传统镁碳砖中过分依赖于石墨,这对资源的可持续利用不利。转炉镁碳砖

转炉镁碳砖

但是单纯的降低镁碳砖中石墨的含量,不但会使得镁碳砖的热导率降低,同结合剂碳素原料镁砂破粉碎筛分配料混炼成型热处理时也会增大镁碳砖的弹性模量,这将会使材料的热震稳定性降低;此外,由于石墨与钢液及熔渣的润湿性低,如果降低镁碳砖中的石墨含量,将使得镁碳砖更容易被钢液及熔渣侵蚀,导致材料的抗侵蚀性能降低。因此,研究具有较低石墨含量且同时具有优良热震稳定性及抗渣侵蚀性能的镁碳砖已成为当前人们研究的重点,也是镁碳砖今后发展的新方向。电炉镁碳砖

为解决这些矛盾及改善低碳镁碳砖的性能,国内外的研究者们主要从改进结合炭的炭结构、优化基质、采用高效抗氧化剂等着手,进行了以下方面的工作:

(1)改性镁砂颗粒

MasayoshiKakihara等人为了解决低碳镁碳砖的热剥落性差,通过在镁砂颗粒表面制备一个薄薄的沥青涂层,以降低镁砂颗粒在使用过程中的热膨胀,以此来达到提高低碳镁碳砖的热震稳定性。钢包镁碳砖

大发聊天室24小时精准计划(2)改变碳源的种类及石墨的粒度

HirokiYasumitsu等人为了改进低碳镁碳砖的热学及力学性能,通过在镁碳砖的基质中添加纳米碳黑,研究其对镁碳砖的影响。结果表明通过添加少量的碳黑(为单球形碳黑和聚合形碳黑的混合物),镁碳砖显示出出众的优良性能,如弹性模量的降低,缓和不同微粒之间的热应力等,提高了低碳镁碳砖的热震稳定性及抗侵蚀性。

MousomBag1等人研究了添加纳米尺寸碳对镁碳砖的影响。结果表明,添加少量的纳米尺寸碳,使得含碳量约为普通镁碳砖一半的新型镁碳砖仍具有优良的性能。添加不同量的纳米尺寸碳对性能的影响不同,发现添加0.9wt%的纳米尺寸碳和3wt%的石墨作为混合碳源,使得材料具有Z优的性能。添加纳米碳级能在基质中更好的分布,填充气孔,增大体积密度,使得镁碳砖的强度增加,抗侵蚀性增强。此外,纳米尺寸碳能吸收和缓解由于热膨胀和耐火材料微粒的收缩所引起的热应力,减少了材料内部不同部分之间的热应力,改善了材料的热震稳定性。


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