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制備MgO-C質(zhì)耐火材料用的碳素材料主要為鱗片石墨。鱗片石墨按固定碳含量分為四類(lèi):高純石墨、高碳石墨、中碳石墨和低碳石墨。
影響鎂碳質(zhì)耐火材料性能參數(shù)的主要有固定碳含量、粒度、灰分組成及其含量,顆粒形狀、揮發(fā)分及水分等。其中,固定碳是指石墨中除去揮發(fā)分、灰分以外的組成部分;揮發(fā)分是指石墨中易揮發(fā)的有機(jī)及無(wú)機(jī)物。一般情況下,要求石墨的固定碳含量越高,則制備出來(lái)的輕質(zhì)保溫磚在高溫下使用過(guò)程中具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu),制品的高溫抗折強(qiáng)度等力學(xué)性能越好。
用不同純度的石墨作為碳素原料生產(chǎn)出的鎂碳質(zhì)耐火材料,在結(jié)構(gòu)上存在著明顯的差異。石墨越純,生產(chǎn)出的耐火材料抗渣侵蝕性越優(yōu)良,石墨純度越低,生產(chǎn)出的耐火材料在高溫下,會(huì)由于其中的雜質(zhì)相熔化成玻璃相并與鎂砂或碳產(chǎn)生反應(yīng),導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生缺陷,惡化制品的結(jié)構(gòu)局部,降低制品的高溫強(qiáng)度等。
石墨中的揮發(fā)分在熱處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的揮發(fā)物,導(dǎo)致制品的氣孔率增大,降低制品的使用性能。
石墨的粒度對(duì)制品的熱震穩(wěn)定性及抗氧化性影響很大。一般認(rèn)為,鱗片石墨的鱗片越大,則制品的熱震穩(wěn)定性及抗氧化性越好,這是由于大鱗片石墨具有較高的熱導(dǎo)率和較小的比表面積的緣故。一般要求,生產(chǎn)鎂碳質(zhì)耐火材料用的鱗片石墨其粒度大于115目。鱗片石墨的厚度對(duì)制品的性能也有影響,鱗片石墨的厚度越小,其端部表面被氧化的有效面積減小,能提高制品的抗氧化性。近年來(lái),由于低碳鎂碳磚的開(kāi)發(fā),碳含量減少,為保證石墨在制品中的均勻分布,粒度有減小的趨勢(shì)。
灰分是石墨經(jīng)氧化處理后的殘留物。石墨中灰分越多,鎂碳質(zhì)制品的抗渣性能越低。此外,雜質(zhì)對(duì)于石墨的抗氧化性也有一定的影響。其作用可以分為兩個(gè)方面。一方面是某些夾雜氧化物對(duì)于石墨的氧化有催化作用;另一方面,石墨的灰分對(duì)鎂碳質(zhì)耐火材料氧化后所形成的脫碳層的厚度有影響,從而影響其抗氧化性。但并非純度越高的石墨制得的MgO-C質(zhì)耐火材料的抗氧化性越好。