镁铝碳砖理化指标
炼钢用耐火材料
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炼钢用耐火材料
2.LF炉用耐火材料
• LF（V）炉衬损毁因素：
（1）化学反应与熔蚀； 渣与砖反应，颗粒边缘形成不稳定矿相：C2S、 C3MS2、CMS、C2AS等 （2）高温真空下的挥发作用； 不同耐火材料的挥发速度：电熔镁铬质>镁质>锆英石>石灰质>白云石 （3）溶渣的侵蚀； 溶渣沿着砖基质部分的贯通气孔渗透至砖的内部，产生了变质层，易剥落 （4）热冲击和机械冲刷。
•
HOT（水平旋转出钢 Horizontal tapping）
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炼钢用耐火材料
三、炉外精炼用耐火材料
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炼钢用耐火材料
1.普通钢包
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炼钢用耐火材料
1.普通钢包
钢液面
A
俄罗斯110T钢包
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炼钢用耐火材料
2.普通钢包用耐火材料
渣线 材料 镁碳砖 铝镁碳砖 包壁 低碳镁碳砖（C％＝5～14） 铝镁碳砖 铝镁不烧砖（无碳砖） 铝镁浇注料 包底 铝镁碳砖 铝镁浇注料 刚玉尖晶石浇注料 包底用耐火材料 水口座砖 透气砖 透气座砖 引流沙（铬矿＋硅石）
铝镁碳砖
电熔镁砂、烧结镁砂 、矾土、棕刚玉 特级矾土、棕刚玉、 电熔镁砂
石墨
热固性酚醛树脂
铝镁不烧砖 （无碳砖）
尖晶石
水玻璃 水泥 卤水 纸浆废液
六偏
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炼钢用耐火材料
2.普通钢包用耐火材料
•透气砖（porous plug）：由弥散型向定向型发展，材质（刚玉、 铬刚玉）质浇注料浇注而成，但与包衬寿命难以同步 •快速更换透气砖系统：底板焊在钢包底部，安装时坚持装置 夹注透气砖并使其就位在中心位置上，更换时用松脱楔形砖
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炼钢用耐火材料
镁碳砖分类
镁碳砖分类1. 简介镁碳砖是一种常见的耐火材料，由镁和石墨混合而成。
它具有优异的耐火性能和导热性能，被广泛应用于炉窑的内衬和保温材料。
本文将对镁碳砖的分类进行详细探讨。
2. 镁碳砖的主要分类2.1 碳含量分类根据碳含量的不同，镁碳砖可分为高碳镁碳砖、中碳镁碳砖和低碳镁碳砖三种类型。
•高碳镁碳砖：碳含量大于30%。
由于含碳量高，高碳镁碳砖具有良好的导电性和导热性能，适用于高温电炉和高温导热设备。
•中碳镁碳砖：碳含量在20%~30%之间。
中碳镁碳砖具有较好的综合性能，广泛应用于冶金、化工、建材等行业的炉窑设备。
•低碳镁碳砖：碳含量小于20%。
低碳镁碳砖的耐火性能较高，适用于高温炉窑的长期使用。
2.2 密度分类根据密度的不同，镁碳砖可分为高密度镁碳砖、中密度镁碳砖和低密度镁碳砖三种类型。
•高密度镁碳砖：密度大于3.0g/cm³。
高密度镁碳砖的耐火性能和抗侵蚀性能较好，适用于高温条件下的腐蚀性气体介质。
•中密度镁碳砖：密度在2.6g/cm³~2.8g/cm³之间。
中密度镁碳砖具有较好的综合性能和耐磨性能，广泛应用于轻工、化工、冶金等行业的炉窑。
•低密度镁碳砖：密度小于2.6g/cm³。
低密度镁碳砖的导热性能较好，适用于高温炉窑的保温材料。
3. 镁碳砖的应用领域3.1 高温炉窑镁碳砖由于其良好的耐火性能和导热性能，在高温炉窑中得到广泛应用。
例如钢铁冶炼中的转炉、电炉和蓄热炉，情况高且易受腐蚀的环境中，高碳镁碳砖是首选材料。
而在一些保温要求较高的炉窑中，可以选择低密度镁碳砖作为保温层材料。
3.2 腐蚀性气体介质某些特殊环境中含有腐蚀性气体介质，例如氯化钠、氯化铝等化学物质。
在这些环境中，高密度镁碳砖能够提供良好的抗侵蚀性能，减少材料的损耗。
3.3 轻工行业镁碳砖还广泛应用于轻工行业，如玻璃窑炉、水泥旋窑等。
在这些设备中，中密度镁碳砖能够提供良好的耐磨性能，在高温和磨损的环境下保持较长的使用寿命。
镁碳砖
镁碳砖开发及其在钢包渣线的应用河北瀛都复合材料有限公司王丕轩孙志红摘要：概述了镁碳砖的发展概况、生产过程及在钢包渣线的应用，并对其发展前景进行了展望。
关键词：镁碳砖；渣线；低碳化；精炼11镁碳砖发展概况MgO–C砖是20世纪70年代兴起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司渡边明首先开发，它是以镁砂（高温烧结镁砂或电熔镁砂）和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂制成的耐火材料。
由于MgO–C砖具有耐火度高、抗热震性优良和抗侵蚀能力强等优良特性而被广泛应用于钢铁企业，如转炉炼钢和电炉炼钢[1]。
在日本研发出树脂结合MgO–C砖后，西欧开发了沥青结合的MgO–C砖，其残碳量约为10%，由于价格低于树脂结合MgO–C砖，故被成功地用于水冷电炉中的高温热点部位，同时也用于转炉。
我国在1980前后年开始研究含碳耐火材料[2]，并被列入国家“七五”(1985~1989)科技攻关项目。
1987年鞍钢三炼钢厂在转炉上试用MgO–C砖后，仅用一年时间就超额完成了“七五”转炉炉龄达千次的攻关目标。
发展到目前，全国各大中小钢厂已普遍推广使用MgO–C 质耐火材料作为转炉和电炉的炉衬。
随着冶炼技术的进步对耐火材料的新要求，低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。
低碳MgO–C砖一般是指总含碳量不超过8%、由镁砂与石墨通过有机结合剂结合而成的MgO–C砖，降低碳含量可明显降低材料的热导率[3]。
近年来，对精炼钢包用低碳量、性能优异的低碳镁碳砖的开发受到国内外业界的重视，这方面的研究开发工作已取得一定的成果，展现了良好的发展前景。
2 镁碳砖的生产过程2.1 原料MgO–C砖的主要原料包括电熔镁砂或烧结镁砂、鳞片状石墨、有机结合剂以及抗氧化剂。
2.1.1 镁砂镁砂是生产MgO–C砖的主要原料，有电熔镁砂和烧结镁砂之分。
电熔镁砂与烧结镁砂相比具有方镁石结晶粒粗大、颗粒体积密度大等优点，是生产镁碳砖中主要选用的原料。
生产普通镁质耐火材料，对镁砂原料要求主要具有高温强度和耐侵蚀性能,因此注重镁砂的纯度及化学成分中的C/S比和B2O3含量。
炭化MgO-C-Al耐火材料的水化
现 象 的 原 因 。热 力 学 稳 定 性 分 析 解 释 了炭 化 Ｍｇ Ｃ Ａ 砖 和 Ａ — Ｏ— — Ｉ ｌＣ砖 在 常 温 下 暴 露 在 潮 湿 环 境 中 的水 化 和 碎 裂
这些 结果 及热数 据将用 于理解 和解释其 水化机 理 。
２ 实 验
２１ Ｍｇ Ｃ ＡＩ ． Ｏ— — 试样 的 制 备
耐 火试 样 由高 纯 海 水 镁 砂 （ ８５ 、石 墨 粉 ９ ．％）
（ ５ ，粒 度 为 ００ ５ ０６ ｍ） 以及 金 属 铝 粉 （ ９％ ．７ ～ ．ｒ ａ 纯
２ｒ ５ ｍ， 成 型 压 力 为 １０ ａ 在 １ ０【下 养 护 ａ ４ ＭＰ ， ２ｏ ＝
Ｍｇ — — １ 仍 存 在一 些 缺 点 。 Ｏ Ｃ Ａ砖
例 如 ，在 潮湿 或 湿 润 的条件 下 ，Ａ 与 水 ｌ 会 Ｃ
２ｈ ４ ，生坯 的体 积 密度在 ２８ — ．８ ・ｍ ．５ ２８ ｇ ｃ 之 间 。
Ｃ砖 中 ，但 Ａ 因 可 使 Ｍｇ Ｃ砖 拥 有 优 良的 高 温 ｌ Ｏ— 强 度 和 其 较 低 的价 格 被 广 泛 地 应 用 。尽 管 如 此 ，
００ ５ ０２ ｍｍ、＜ ．７ ｒ ．７ — ．５ ００ ５ ｍ。制 备 ３种 不 同组 成 的 ａ 试 样 ， 如 表 １所 列 。 试 样 为 圆 柱 体 ｑ２ ｍ ｂ ５ ｍ×
１ 简 介
Ｍｇ — Ｏ Ｃ砖 被认 为是 在 炼 钢 炉 中性 价 比最 高 的 耐 火 材 料 。更 特 别 的是 ，镁 碳 砖 由于 其 良好 的抗 氧化 与 抗 渣 性 而 被 广 泛 应 用 于 碱 性 氧 气 炉 和 钢 包 渣 线 部 位 。 目前 钢 包 基 本 都 采 用 镁 碳 砖 做 内衬 。 碳 在 镁 碳 砖 中 的作 用 被 许 多 研 究 者 认 为 是 其 在 高 温 反 应 炉 中对 渣 的不 润 湿 性 。正 是 由于 其 不 润 湿 性 ，渣 的侵 蚀被 限制 在一 个 薄 的耐 火 材 料表 层 上 。
耐火材料性能指标
6 ～ 12h ≥6
半石墨化-碳化硅砖技术性能指标 项目 固定碳 碳化硅 体积密度 显气孔率 耐压强度 抗折强度 耐碱性 导热系数 透气度 铁水溶蚀指数 单位 % % g/cm3 % MPa MPa W/m.k mda % 数值 ≥40 ≥50 ≥1.87 ≤15 ≥40 7 u或lc ≥16 ≤40 50
烧成微孔铝碳砖WLT-3理化指标 项目 单位 指标 Al2O3（%） ≥55 ％ C ≥9 ％ TFe ≤1.5 ％ MPa ≥50 常温耐压强度 3 ≥2.55 体积密度 g/cm ≤18 显气孔率 ％ W/(m.k)(0℃-800 ≥13 导热系数 ≤15 抗碱性(强度下降率) ％ 透气度 um2 ≤1.97×10-3 um ≤1 平均孔径 % ＜1um孔容积 ≥70 注:孔径分布检测范围0.006um-360um 碳化硅砖技术性能指标 单位 % g/cm3 % MPa ℃ ℃
烧成微孔铝碳砖泥浆理化指标 项目 Al2O3（%） C SiC 挥发分 体积密度 挤压缝试验 粘结剂抗折强度(300℃固化) 抗碱性(强度下降率) 使用温度 ％ ℃ 单位 ％ ％ ％ ％ g/cm3 ％ ≥42 ≥10 ≥8 ≤37 ≥2.55 ≤1.0 ≥6 ≤15 常温 指标
注:配比:细粉 65±5%,结合剂 35±5%
项目 碳化硅 Байду номын сангаас积密度 显气孔率 耐压强度 热振稳定性 耐火度 荷重软化温度
数值 ≥80 ≥2.54 ≤19 ≥90 ≥40 1790 1610 0.2×0.6(MPa×%)
冷却壁所需耐火泥浆标准 1、氮化硅（Sialon）结合碳化硅镶砖用泥浆性能指标： SiC≥83%; Fe2O3≤0.8, 抗折粘接强度： （110℃×24h 时间）≥10MPa, （1300℃×3h 时间）≥8MPa， 粒度：+0.5mm≤2%,-0.074mm≥55%, 粘结时间：1～2min
钢铁冶金用耐火材料-炼钢篇
炼钢用耐火材料
2.LF炉用耐火材料
• LF（V）炉衬损毁因素：
（1）化学反应与熔蚀； 渣与砖反应，颗粒边缘形成不稳定矿相：C2S、 C3MS2、CMS、C2AS等
（2）高温真空下的挥发作用； 不同耐火材料的挥发速度：电熔镁铬质>镁质>锆英石>石灰质>白云石
（3）溶渣的侵蚀； 溶渣沿着砖基质部分的贯通气孔渗透至砖的内部，产生了变质层，易剥落
形式加入，颗粒用烧结氧化铝，性能见下表
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炼钢用耐火材料
2.LF炉用耐火材料
• 炉壁用耐火材料
厂家 江苏沙钢 润忠钢厂 南京钢厂
无锡市 钢铁厂 无锡锡兴钢铁 有限公司 上钢五厂
精炼炉容量 90t
包壁 镁铝碳砖
包底
渣线
镁铝碳砖 MT14A镁碳砖
75t
镁铝碳砖 镁铝碳砖 MT14A镁碳砖
40t
铝镁碳砖 镁铝碳砖 MT14B镁碳砖
材料
渣线
镁碳砖 铝镁碳砖
包壁
包底
低碳镁碳砖（C％＝5～14） 铝镁碳砖 铝镁不烧砖（无碳砖） 铝镁浇注料
铝镁碳砖 铝镁浇注料 刚玉尖晶石浇注料
包底用耐火材料
水口座砖 透气砖 透气座砖 引流沙（铬矿＋硅石）
浇注料 种类 高档
中档
低档
主原料
辅助原料
板状刚玉＋尖 晶石
电熔镁砂＋尖 晶石
矾土＋烧结镁 砂
α-Al2O3 — —
刚玉质浇注料加水量5.5％，天津钢管公司使用寿命平均103炉。
12
1.炉盖耐火材料
炼钢用耐火材料
提高浇注料质量的措施：
1.选用纯度高、杂质少、高温体积稳定的原料 2.控制CaO含量，尽量减少水泥用量 3.添加适量Al2O3以提高中温强度 4.加入适量软质粘土作烧结剂，促进液相生成和烧结作用形成陶瓷结合 5.加入蓝晶石、硅线石，使其在高温下产生膨胀效应 6.加入耐热不锈钢纤维提高热稳定性增强韧性 7.加入适量防爆剂（有机纤维），以利于排出水汽和改善烘烤质量
镁碳砖1
• 该砖的技术路线是，在高铝质料的基质中，参加 尖晶石材料并参加MgO细粉，以便在高温下形成 镁铝尖晶石，提高砖的使用性能。为提高砖的抗 渣性、抗热震性，参加适量的碳素材料，研制成 功了铝镁碳质不烧砖，简称铝镁碳砖。 • 铝镁碳砖用的原材料，根据钢包大小和使用条件 而定。一般中小型钢包采用低档原材料，用水玻 璃做结合剂制砖；大中型钢包，特别是连铸和炉 外精炼用的钢包，必须选择优质原材料并用树脂 结合剂制砖，方可满足使用要求。
• 在本钢、新余使用效果良好，受到了用户的好评，同时被 多家耐材企业所采购使用，良好的使用性能为公司创造效 益同时，又为公司带来了很高的声誉。以下为我公司刚玉 自流料的性能：
刚玉自流料的性能
编号 1#
化学成分/%
耐压强度/MPa 抗折强度/MPa 烧后线变化/% 水用量/%
Al2O3 110℃
1500℃ 110℃
显气孔率/%
体积密度/g.cm-3
17
2.94
刚玉自流料
• 自流耐火浇注料（S.F.C)是一种高触变性的拌合 料靠自身重力作用而能流动和脱气的材料。我公 司研制的刚玉自流料具有以下特点：
• （1）浇注料性能与同材质振动型低水泥系列耐火浇注料相似或略好 些。 • （2）无需振动设备，自流性好，因此能减少施工费用，无噪声污染， 降低劳动强度。 • （3）高温性能良好，抗侵蚀性强，抗热震性、耐剥落性强。
无碳预制块（座砖）
• 预制块是不定形耐火材料中的定型产品。该类制 品与现场施工的不定性耐火材料相比，具有外形 尺寸准确、性能稳定、施工周期短等优点。与烧 成耐火砖相比，制品成品率高，不用烧成窑炉， 可节约能源，生产成本低和性能优良。 • 我公司研制开发的无碳刚玉尖晶石预制块外形尺 寸准确、性能稳定、使用寿命高，在武钢三炼钢 使用效果良好，受到了用户好评。 • 无碳预制块的主要性能如下表所示：
镁碳砖成分含量
镁碳砖成分含量
镁碳砖是一种高温耐火材料，主要由氧化镁和石墨组成。
具体的成分
含量如下：
1. 氧化镁：氧化镁是镁碳砖的主要成分，占据了大部分的比例。
氧化
镁是一种白色粉末，具有高温稳定性和抗化学腐蚀性。
在制备镁碳砖时，氧化镁需要与石墨混合均匀，并经过高温加工才能形成。
2. 石墨：石墨是另外一个重要的成分，通常占据了10%到20%的比例。
它可以增强材料的导电性和耐火性，并且具有良好的耐高温性能。
在
制备过程中，石墨需要与氧化镁混合均匀，并经过高温加工才能形成。
3. 其他添加剂：为了改善材料的性能，通常会添加一些其他的添加剂。
例如，可以添加金属硅、铝等元素来提高材料的硬度和耐磨性；也可
以添加纤维素等有机物质来提高材料的强度和韧性。
总体而言，镁碳砖的成分含量主要由氧化镁和石墨组成，而其他添加
剂的比例相对较小。
在制备过程中，这些成分需要经过精细的配比和
高温加工才能形成具有良好性能的镁碳砖。
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镁铝碳砖理化指标
1. 化学成分
镁铝碳砖的主要化学成分包括氧化镁（MgO）、氧化铝（Al2O3）和碳（C）。
其具体的化学成分应符合相关标准，以保证其理化性能的稳定。
2. 物理性能
镁铝碳砖的物理性能包括密度、气孔率、体积密度等。
这些性能指标直接影响其使用效果和寿命。
镁铝碳砖的密度通常在2.9-3.1g/cm3之间，气孔率较低，体积密度较大，具有良好的抗热震性和抗侵蚀性。
3. 耐火性能
镁铝碳砖的耐火性能是其重要的理化指标之一。
它抵抗高温作用的能力直接决定了其在各种窑炉中的使用效果。
镁铝碳砖的耐火性能主要表现在高温强度、荷重软化温度、抗热震性等方面。
这些性能指标均应符合相关标准，以保证其在高温环境下的稳定性和安全性。
4. 机械性能
镁铝碳砖的机械性能包括抗压强度、抗折强度、耐磨性等。
这些性能指标反映了镁铝碳砖在承受机械作用时的稳定性和耐久性。
镁铝碳砖的机械性能应满足相关标准，以保证其在各种工作条件下的稳定性和可靠性。
5. 热膨胀系数
镁铝碳砖的热膨胀系数是其在高温环境下尺寸稳定性的重要指标。
热膨胀系数的大小直接影响到镁铝碳砖在窑炉中的使用效果和寿命。
镁铝碳砖的热膨胀系数应控制在合理的范围内，以保证其在高温环境下的尺寸稳定性和抗热震性。
综上所述，镁铝碳砖的理化指标包括化学成分、物理性能、耐火性能、机械性能和热膨胀系数等方面。
这些指标的合格与否直接影响到镁铝碳砖的使用效果和寿命。
因此，在使用镁铝碳砖时，应对其理化指标进行严格的检验和控制，以确保其在各种工作环境下的稳定性和安全性。