鋁碳磚

鋁碳磚主要是采用氧化鋁(如燒結/電熔白剛玉、亞白剛玉、棕剛玉、板狀氧化鋁、燒結鋁礬土等)和碳/石墨原料搭配生產的復合耐火材料在大多數情況下，還加入添加劑(如SiC、Si、Al等)，以改善其性能。按生產方式，Al2O3-C質耐火材料可分為定形Al2O3-C質耐火材料(磚)和不定形Al2O3-C質耐火材料，前者又可進一步分成燒成Al2O3-C質耐火材料(燒成鋁碳磚)和不燒成Al2O3-C質耐火材料(不燒鋁碳磚)。

不燒成Al2O3-C質耐火材料(不燒鋁碳磚)在炭化處理或者使用后的結合是基于焦炭網絡同耐火材料粒子的黏附，同時還有焦炭網絡內部分原子的直接結合、負價結合和范德華力。

燒成鋁碳磚屬于陶瓷結合材料，或者屬于陶瓷-碳復合結>型燒成鋁碳磚大量用作連鑄用滑動水口的滑板磚、長水口磚、浸入式水口磚、上/下水口磚、整體塞棒等;而不燒鋁碳磚則屬于碳結合材料由于鋁碳磚具有很高的抗氧化性和抗Na2O系熔渣的侵蝕性能，因而還廣泛用于鐵水預處理設備中，也有用作鋼包內襯耐火材料的。

此外，Al2O3-C質不定形耐火材料(搗打料、可塑料、澆注料、振動料等)也有廣泛的應用。以下簡單介紹鋼包用鋁碳磚。

鋼包用鋁碳磚

傳統高鋁質鋼包內襯磚是以燒結鋁礬土為主要原料制成的，由于它們存在如下所述的固有缺點，因而其用量已經不多了：

(1)高鋁磚存在體積收縮，導致鋼水和熔渣的浸透和侵蝕更加嚴重，以及在磚和磚之間的接縫處形成較厚的熔渣層。

(2)高鋁磚本身間有的脆性和其組織結構特點，使得鋼包內襯形成較厚的剝蝕帶及熔渣層。

(3)高鋁磚對鋼水和熔渣固有的潤濕性，導致熔渣的侵蝕和浸透更加嚴重，并產生片狀剝落。

為了克服高鋁磚的上述缺點，即向配料中添加石墨，生產Al2O3-C磚代替傳統高鋁磚砌筑鋼包內襯。這類鋁碳磚是以剛玉、燒結鋁礬土和石墨等為主原料，而以酚醛樹脂為結合劑并添加抗氧化劑而制成的。通常，石墨的配入量小于12%，基本上屬于低碳鋁碳磚。

鎂碳磚的發展

MgO-C質復合耐火材料的發展和應用已有40年多的歷史，它們始于20世紀50年代為轉爐開發的焦油/瀝青結合白云石質耐火村料。當初，這種含碳耐火材料在某些鋼廠的使用壽命約為100爐。為此，則向焦油/瀝青結合白云石質耐火材料中配入鎂砂細粉，制造所謂鎂-白云石磚，取得了較大進步。大約在20世紀70年代，氣孔數量很少的燒成油浸鎂磚成為轉爐沖擊區和其他高磨損部位的標準內襯磚，同時實施“綜合爐襯”即實行分區筑襯，而實現了均衡蝕損,提高了使用壽命。

20世紀70年代后期，鎂碳磚在轉爐上試驗成功，從而開創廠MgO-C質復合耐火材料在轉爐上應用的先例。

20世紀80年代,樹脂結合鎂碳磚得到發展，隨之也增加了碳的配入量同時，為了降低碳的燒毀速度,添加抗氧化劑來保護碳。

由于鎂碳磚地利用了天然石墨(鱗片)難以與熔渣潤濕、熱導率高以及應力緩和能力大等特性，更大限度地發揮了MgO的高耐蝕性能，因而這類耐火材料是劃吋代的耐火材料。

后來，電熔鎂砂、大晶粒燒結鎂砂、高純(燒結/電熔)鎂砂等和高純石墨被引入到鎂碳磚中來改善材料的抗侵蝕性，從而大大提高了轉爐的使用壽命。

鎂碳磚的性能優勢

鎂碳磚的優點是：耐熔渣侵蝕和抗熱震性能良好。以前MgO-Cr2O3磚和白云石磚的缺點是吸收熔渣成分，產生結構剝落，導致超前損毀鎂碳磚通過加入石墨，消除了這一缺點，其特點是熔渣僅滲入工作表面，所以反應層限定在工作面上，結構剝落少，使用壽命長。

現在，除了傳統瀝青和樹脂結合鎂碳磚(包括燒成油浸鎂磚)外，市場上出售的鎂碳磚有：

(1)由含96%?97%MgO的鎂砂和94%~95%C的石墨制成的鎂碳磚;

(2)由含97.5%~98.5%MgO的鎂砂和96%~97%C的石墨制成的鎂碳磚;

(3)由含98.5%?99%MgO的鎂砂和98%~C的石墨制成的鎂碳磚。

按碳含量多少，鎂碳磚分為：

(I)燒成油浸鎂磚(碳含量小于2%);

(2)碳結合鎂磚(碳含量小于7%);

(3)合成樹脂結合鎂碳磚(碳含量為8%?20%，少數情況達25%)。在瀝青/樹脂結合鎂碳磚(碳含量為8%?20%)中往往添加了抗氧化劑。

鎂碳磚采用高純MgO砂和鱗片狀石墨、炭黑等搭配來生產，其制造有以下工序：原材破碎、過篩、分級，按材質配方設計和制品設定性能進行混料，根據結合劑類型升溫至接近100~200℃，同結合劑一起混練以得到所謂MgO-C質泥料(坯體混合物)。采用合成樹脂(主要是酚醛樹脂)的MgO-C質泥料則采用冷態成型;采用瀝青(加熱成流態)結合的MgO-C質泥料則采用熱態(約100℃的條件下)成型。根據MgO-C制品的批量和性能要求，成型可以采用真空振動設備、壓模成型設備、擠壓機、等靜壓機、熱壓機和升溫設備、搗打設備將MgO-C質泥料加工至理想形狀。已成型的MgO-C坯體置于700~1200℃的窯爐中進行熱處理，使結合劑轉化為炭(此過程稱為炭化)。為了提高鎂碳磚的致密度，強化結合，也可以采用與結合劑相似的填充劑來浸漬磚坯。

現在，多采用合成樹脂(特別是酚醛樹脂)作為鎂碳磚的結合劑。采用合成樹脂結合鎂碳磚具有以下基本的優點：

(1)環境方面可以容許進行加工生產這些制品;

(2)制品可在冷態混合的條件下生產的工藝過程節省了能量;

(3)產品可在非養護條件下加工處理;

(4)同焦油瀝青結合劑相比沒有塑性相存在;

(5)碳含量增加(更多的石墨或者煙煤)可提高耐磨性和抗渣性。