耐火材料11精選教學(xué)課件

1、1第五章 氧化鎂-氧化鈣系耐火材料2概述堿性耐火材料是化學(xué)性質(zhì)呈堿性的耐火材料。鎂質(zhì)耐火材料石灰耐火材料白云石質(zhì)耐火材料MgO-CaO-C系耐火材料鎂橄欖石質(zhì)耐火材料3堿性耐火材料的發(fā)展1806年，粘土結(jié)合的氧化鎂坩堝研制成功；1817年，O.Henry利用濕法工藝從海水中或白云石中合成氧化鎂成功;1841年，Pattionson 獲得氧化鎂的合成專利；1860年，實驗室制造了氧化鎂耐火磚；Leoben首先在氧氣底吹轉(zhuǎn)爐中使用鎂砂；1877-1879年，托馬斯發(fā)明氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，同時發(fā)明焦油白云石磚作為轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯材料；1881年，Karl Spaeter在奧地利的Veitsch州發(fā)現(xiàn)菱鎂礦的礦床，

2、氧化鎂耐火磚正式生產(chǎn)；4第一節(jié) 鎂質(zhì)耐火材料以氧化鎂為主成分和以方鎂石為主晶相的耐材統(tǒng)稱為鎂質(zhì)耐火材料。鎂質(zhì)耐火材料的主要品種有：普通鎂磚、直接結(jié)合鎂磚、鎂鈣磚、鎂硅磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚、鎂碳磚。另外，還有其他不經(jīng)燒結(jié)的不燒鎂質(zhì)制品和不定形鎂質(zhì)耐火材料。 鎂質(zhì)耐火制品的性質(zhì)主要取決于其化學(xué)和礦物組成以及顯微結(jié)構(gòu)，并受原料和生產(chǎn)工藝制度與方法控制。5方鎂石方鎂石是MgO的唯一結(jié)晶形態(tài)。方鎂石的化學(xué)活性很大，極易與水或大氣中的水分進行水化反應(yīng)。方鎂石屬離子晶體，故熔點很高，達2800。當(dāng)溫度達1800以上，便可產(chǎn)生升華現(xiàn)象，而且其穩(wěn)定性隨溫度提高而下降，壓力愈低，穩(wěn)定性愈低。6一、與鎂質(zhì)耐火材料有關(guān)

3、的物系MgO-CMgO的穩(wěn)定性隨溫度的提高而下降；CO則隨著溫度的升高變得更加穩(wěn)定；MgO（固）+C（固）=Mg（氣）+ CO（氣）壓力降低，MgO的穩(wěn)定程度降低，CO的穩(wěn)定程度提高，即MgO-C還原反應(yīng)的溫度降低；7MgO-FeO系 MgO與鐵氧化物在還原氣氛中于8001400C范圍內(nèi)，很容易形成此種固溶體，稱它為鎂方鐵礦。由于鎂和鐵原子量的差別，鎂方鐵礦的真密度隨鐵固溶量而增加。隨FeO固溶量增多，鎂方鐵礦在高溫下開始出現(xiàn)液相和完全液化的溫度皆有降低。由方鎂石為主晶相構(gòu)成的鎂質(zhì)耐火材料是一種能夠抵抗含鐵熔渣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。8MgO-Fe2O3系鐵酸鎂是MgOFe2O3系統(tǒng)中的唯一二元化合物

4、。其密度較方鎂石為重，為4.204.49g/cm3。熱膨脹性較高，但較方鎂石低， 方鎂石吸收大量Fe2O3后仍具有較高的耐火度。當(dāng)固溶鐵酸鎂的方鎂石由高溫向低溫冷卻時，所溶解的鐵酸鎂可再從方鎂石晶粒中以各向異性的枝狀晶體或晶粒包裹體沉析出來。此種尖晶石沉析于晶體表面，多見于晶粒的解理、氣孔和晶界處。通常，稱此種由晶體中沉析出來的尖晶石為晶內(nèi)尖晶石。如溫度再次升高，在冷卻時沉析出來的晶內(nèi)尖晶石，可能又發(fā)生可逆溶解。如此溫度循環(huán)，發(fā)生溶解沉析變化，并伴有體積效應(yīng)。9MgO-Al2O3系在鎂質(zhì)耐火材料中，人為地加入含有Al2O3的組分。當(dāng)Al2O3同方鎂石在1500附近共存時，如在鎂質(zhì)耐火材料燒成過

5、程中或在高溫下服役時，即可經(jīng)固相反應(yīng)形成鎂鋁尖晶石（MgO Al2O3 ，簡寫MA）。鎂鋁尖晶石是MgOAl2O3二元系統(tǒng)中唯一的二元化合物。常簡稱尖晶石。真密度同方鎂石相近，較鎂鐵尖晶石低，為3.55g/cm3。熱膨脹性顯著低于方鎂石，也較鐵酸鎂小。熔點高達2105。10MgO-Cr2O3系鎂鉻尖晶石是MgOCr2O3系統(tǒng)中唯一的二元化合物。純鎂鉻尖晶石的晶格常數(shù)為8.32A 。真密度4.404.43 g/cm3。純者熔點約2350。MgO-MgOCr2O3最低共熔溫度2300。11MgO-R2O3系這些尖晶石都具有較高的熔點或分解溫度，與MgO的最低共熔溫度都較高，其中（MgOMgOCr2

6、O3）（MgOMgOAl2O3)（MgOMgOFe2O3)。可見、由方鎂石為主晶相，以這些尖晶石為結(jié)合相構(gòu)成的鎂質(zhì)耐火材料開始出現(xiàn)液相的溫度都很高。其中尤以鎂鉻尖晶石最為突出。12三種尖晶石在高溫下都可部分地溶解于方鎂石中，形成固溶體。而且溶解度都隨溫度升降而變化，發(fā)生尖晶石的溶解沉析，并對固溶體的性質(zhì)有一定影響。開始溶解溫度、各溫度下的溶解度和在MgOMgOR2O3共熔溫度下的最高熔解量有所不同。三種R2O3在方鎂石中的溶解度按下列順序遞增：Al2O3Cr2O3Fe2O3。13由于R2O3固溶于方鎂石，有助于其燒結(jié)，故對促進燒結(jié)的影響順序可如下排列： Fe3Cr3Al3 由于方鎂石固溶R2O

7、3，使MgOR2O3系統(tǒng)開始形成液相的溫度都有所提高。 以MgOR2O3系統(tǒng)中固溶同量R2O3而論，由于MgOCr2O3的熔點最高，同方鎂石的共熔溫度最高，溶解量也較高，溶于方鎂石形成固溶體后開始出現(xiàn)液相溫度最高，故在鎂質(zhì)耐火材料中，除高純方鎂石材料外，含鎂鉻尖晶石的鎂質(zhì)耐火材料的高溫性能是最優(yōu)秀的。14MA-MK-C2S系盡管C2S和MA都是高耐火相（2130和2135），但是它們的共熔點卻只有1418；當(dāng)尖晶石中Al2O3被Cr2O3取代后，共熔點溫度提高300度；Cr2O3增加，液相量減少；15MF-MK-C2S系C2S和MF的最低共熔點為1415Fe2O3被Cr2O3取代后，低共熔點升

8、至170016MA-MF-C2S系當(dāng)尖晶石中Fe2O3被Al2O3取代后，低共熔點溫度提高不大，從1415 增加到1418，故對始熔溫度影響較小；對于原料中不含R2O3 氧化物時，沒有必要添加Cr2O317MgO-CaO-SiO2系此三元系統(tǒng)存在礦物相為MgO，M2S，CMS，C3MS2，C2S；CaO/SiO2比是決定鎂質(zhì)耐火材料礦物組成和高溫性能的關(guān)鍵因素。CaO/SiO21.87時，生成高耐火的礦物，而當(dāng)CaO/SiO21.87時，生成低耐火相的礦物，嚴重影響鎂質(zhì)制品的耐火性；18MgO-CaO-Al2O3-Fe2O3-SiO2系與方鎂石處于平衡的礦物相有：MF（1750），CMS，MA

9、，M2S，C3MS2，C2S，C4AF，CA，C5A3，C3A，C3S，CaO，C2F；19二、鎂質(zhì)耐火制品的化學(xué)組成對性能的影響CaO和SiO2及CaO/SiO2比的影響R2O3型氧化物的影響20CaO和SiO2及CaO/SiO2比的影響提高C/S比，材料中高熔點相增多，低熔點相降低，提高了制品的高溫強度，所以鎂質(zhì)材料的C/S比應(yīng)當(dāng)控制在獲得強度最大值的最佳范圍；C/S平衡礦物1.87MF,C3S,MA,C2S21CaO和SiO2及CaO/SiO2比的影響CaO在MgO中的溶解會影響C/S比；22R2O3型氧化物的影響硼的氧化物:對于鎂砂來說為強熔劑，顯著降低其高溫強度；Al2O3、Cr2O

10、3、Fe2O3：降低制品的最大強度值，且降低C/S比；23三、鎂質(zhì)耐火制品結(jié)合物及其組織結(jié)構(gòu)特點結(jié)合物硅酸鹽鐵的氧化物和鐵酸鹽尖晶石組織結(jié)構(gòu)特點直接結(jié)合陶瓷結(jié)合24硅酸鹽結(jié)合系統(tǒng)中同方鎂石共存的硅酸鹽分別為硅酸三鈣(C3S）、鎂橄欖石（M2S)、鈣鎂橄欖石（CMS），鎂薔薇輝石（C3MS2）和硅酸二鈣(C2S）；以C3S為結(jié)合物的鎂質(zhì)制品：荷重變形溫度高，抗渣好，燒結(jié)差，若配料不準或混合不均，燒后得到的結(jié)果不是C3S，而是C2S和CaO的混合物，由于C2S的晶型轉(zhuǎn)化和CaO的水化，致使制品開裂；以C3MS2、 CMS為結(jié)合物的制品荷重軟化變形溫度低，耐壓強度?。灰訡2S為結(jié)合物的制品荷重軟化變

11、形溫度高，耐壓強度高，但需加入穩(wěn)定劑磷灰石，抗渣性好；以M2S為結(jié)合物的制品荷重軟化變形溫度高，耐壓強度高，但是燒結(jié)性差，抗渣性好；25鐵的氧化物和鐵酸鹽C2F降低制品的燒成溫度，同時降低荷重軟化溫度；MF降低制品的熱震穩(wěn)定性；氣氛波動下使用，應(yīng)當(dāng)控制制品的鐵含量；26尖晶石結(jié)合物以MA為結(jié)合物的制品：熱震穩(wěn)定性高（等軸晶系，熱膨脹??；彈性模量小），耐火度和荷重變形溫度高；MA能從方鎂石中轉(zhuǎn)移出MF，從而消除了MF因溫度波動引起的溶解及析出作用，提高了方鎂石的塑性，消除對熱震穩(wěn)定性的不良影響；27陶瓷結(jié)合和直接結(jié)合對高溫下含MgO和液相的鎂磚中，為了不使液相不致貫穿方鎂石顆粒邊界，使方鎂石間直

12、接結(jié)合程度提高，那么加入Cr2O3是非常有利的用尖晶石或C2S、M2S高熔點礦物作為次要相對直接結(jié)合是非常有利的。28四、鎂質(zhì)原料菱鎂礦:理論化學(xué)組成為MgO47.82%，CO252.18%，密度2.96-3.21g/cm3，燒后3.51-3.56g/cm3海水鎂砂:密度3.30-3.49g/cm3冶金鎂砂29五、鎂質(zhì)制品的生產(chǎn)工藝普通鎂磚與鎂硅磚的生產(chǎn)工藝原料：MgO87%，CaO3.5%，SiO25.0%,密度大于3.53g/cm3顆粒組成：緊密堆積和燒結(jié)；配料：鎂砂，廢磚，結(jié)合劑，水混合：粗顆粒，紙漿廢液，筒磨粉；成型:高壓成型干燥：進100-120，出40-60燒成：1500-1600

13、 燒成30以鎂鋁尖晶石為主要結(jié)合物；Al2O3加入量增加，氣孔率增大，荷軟增加，抗渣性提高，當(dāng)Al2O3含量小于10%時，磚較致密；Al2O3加入量為5-10%；礬土、鎂砂共磨；應(yīng)該嚴格控制CaO和SiO2的含量；臨界粒度較普通鎂磚大些；鎂鋁磚的生產(chǎn)工藝31鎂鈣磚的生產(chǎn)工藝以硅酸三鈣和硅酸二鈣為結(jié)合物；熱震穩(wěn)定性差；穩(wěn)定劑：磷灰石(0.3%)和鐵磷(0.5-0.7%)；制品中Al2O3 含量和C/S的大小，對礦物組成及荷重軟化有很大影響，C/S應(yīng)為2.2-3, Al2O335%,CaO35-45%,SiO2及R2O3雜質(zhì)總量不大于4%；顆粒組成：骨料為白云石，細粉為鎂砂；坯料制備:烘砂，結(jié)合劑

14、(作用）及其制備，成型熱處理和浸漬:致密化；磚的強度提高；抗沖刷和渣蝕的能力提高；抗剝落性提高；抗水化性能提高；44五、焦油白云石磚的水化及反水化措施水化的危害:體積膨脹，結(jié)構(gòu)破壞；降低爐襯的碳含量；阻礙碳素的石墨化；水化措施：制品表面涂焦油或瀝青，或聚乙烯薄膜包裹以隔絕大氣；在白云石熟料煅燒時加入礦化劑；熱處理浸油；45六、燒成和燒成浸油白云石磚屬于半穩(wěn)定性質(zhì)的白云石耐火材料；合成鎂質(zhì)白云石；骨料為白云石，細粉為高純鎂砂，石蠟為結(jié)合劑；1600度燒成；真空浸油；46第三節(jié) MgO-CaO-C鎂碳磚的生產(chǎn)工藝；結(jié)合劑；抗氧化劑；鎂碳磚的硬化處理；鎂碳磚的性能；優(yōu)良的抗熱震和耐剝落性；優(yōu)良的抗渣

15、性；47第四節(jié) 鎂橄欖石質(zhì)耐火材料M2S為主晶相；理論化學(xué)組成為MgO57.3%,SiO242.7%,MgO/SiO2=1.34;熔點1890，荷軟1650-1700；48原料橄欖巖:主要礦物組成2(MgFe)O.SiO2，蛇紋巖：主要礦物組成3MgO.2SiO2.2H2O鈍橄欖巖滑石:主要礦物組成3MgO.4SiO2.2H2O49鎂橄欖石加熱的物理化學(xué)變化橄欖石加熱：700-750，鐵橄欖石破壞，其中的FeO氧化成Fe2O3；1150-1480，在鎂橄欖石顆粒周圍形成高鐵玻璃相，同時鎂橄欖石開始進行強烈的重結(jié)晶和再結(jié)晶；蛇紋石加熱：600-700，脫水；滑石：1000，脫水；1200，反應(yīng)生

16、成斜頑輝石和方石英；50鎂橄欖石制品的生產(chǎn)原料的煅燒；鎂砂的加入量和加入方法；顆粒組成；結(jié)合劑的選擇；成型；燒成；51強度和荷重軟化溫度：由M2S為結(jié)合相的鎂質(zhì)制品，如鎂硅磚，其M2S的熔點（1890）和 MgO M2S最低共熔點( 1860C）都很高，雖然制品常溫強度不高，但卻具有較高的高溫?zé)釕B(tài)強度。硅酸鹽結(jié)合的鎂質(zhì)耐火制品52C2S結(jié)合的鎂磚（如鎂鈣磚），由于C2S具有很高熔點( 2135），MgOC2S共熔點1800，所以開始產(chǎn)生液相的溫度很高。在相當(dāng)高的溫度下（如煉鋼溫度），晶相間無液相形成。它同方鎂石之間的結(jié)合為固相間的直接結(jié)合。而且， C2S的晶格能較高，在高溫下的塑性變形較小，結(jié)

17、晶體又呈針狀和棱角狀，故由C2S結(jié)合的鎂磚具有很高的高溫強度。無易熔物的致密制品荷重軟化溫度可達1700。53可認為以硅酸鹽結(jié)合的鎂質(zhì)耐火材料的高溫性能受其化學(xué)組成中CaO/SiO2比的控制。當(dāng)CaO/SiO2比不同時，M2S C2S系統(tǒng)中硅酸鹽的耐火度的變化和荷重軟化溫度的變化都明顯地依賴于CaO/ SiO2比。54鎂質(zhì)耐火制品的耐熱震性都較低，這主要是由于方鎂石的熱膨脹性較高所致。由M2S結(jié)合的鎂磚中M2S的熱膨脹性較高，201500平均熱膨脹系數(shù)為11 10-6/，故制品的耐熱震性仍然較低。由CMS結(jié)合的制品，因CMS各向異性，熱膨脹性在X軸向較高， 為13.610-6 /，故耐熱震性低

18、，普通鎂磚經(jīng)1100水冷循環(huán)僅23次。耐熱震性55當(dāng)以M2S結(jié)合的鎂質(zhì)制品中含鐵量較高時，特別是在還原氣氛下同F(xiàn)e直接接觸時，除MgO可與FeO形成固溶體以外， M2S也可發(fā)生鎂鐵置換形成鐵橄欖石（2FeOSiO2）簡寫F2S，并共同形成無限固溶體。雖然M2S因鎂鐵置換及F2S的形成與高溫下鎂蒸氣的逸出而使結(jié)構(gòu)破壞，并因F2S的溶入而可能降低出現(xiàn)液相的溫度，耐火度也有所降低，但不甚嚴重。CMS和C3MS2結(jié)合的鎂質(zhì)耐火制品：在服役過程中極易形成液相。故由此類易熔硅酸鹽結(jié)合的鎂質(zhì)制品，抗渣蝕能力較差?？乖?6C2S結(jié)合的鎂質(zhì)制品：由于C2S的形成及同方鎂石的直接結(jié)合，使液相潤濕方鎂石晶粒的能力

19、大為下降，既可使制品內(nèi)（因雜質(zhì)帶入）可能形成的少量液相從方鎂石晶粒表面排擠到晶粒的間隙中（呈孤立狀），又可使外來液相不易滲人制品內(nèi)部，從而大大提高這種制品的抗渣能力。57 2、尖晶石結(jié)合的鎂質(zhì)耐火制品 尖晶石結(jié)合的鎂質(zhì)耐火制品是指主要由鎂鋁尖晶石或鎂鉻尖晶石或復(fù)合尖晶石為結(jié)合相的制品。58 （1）強度和荷重軟化溫度 尖晶石結(jié)合鎂質(zhì)耐火制品的高溫強度和荷重軟化溫度，一般都較普通鎂磚為高。59 以鎂鋁尖晶石結(jié)合的鎂質(zhì)耐火制品，由于MA的熔點和MgOMA共熔溫度都較高，分別為2105和1995，故單純由方鎂石與此種尖晶石構(gòu)成的鎂質(zhì)耐火制品在1995以下不會出現(xiàn)液相。60 常稱此種尖晶石為第二固相或次

20、晶相。此種尖晶石晶體之間與方鎂石晶粒間多呈直接結(jié)合。具有較高的高溫強度。荷重軟化溫度可達1750以上。61 由鎂鉻尖晶石結(jié)合制品，MK熔點2350，MgOMK共熔點達2300以上。在鎂鉻磚中，這種鉻尖晶石在高溫下除部分熔于方鎂石以外，也存在于方鎂石晶粒之間，作為第二固相在方鎂石晶粒間搭橋，使尖晶石晶體間與方鎂石晶粒間實現(xiàn)直接結(jié)合。62 （2）耐熱震性 尖晶石結(jié)合的鎂質(zhì)制品的耐熱震性，一般都較普通鎂磚好。耐熱震性良好的原因是MA屬正型尖晶石，具有較低的熱膨脹性，而MF屬反型尖晶石，熱膨脹性高。63 由于MA溶解MF的能力較MF在方鎂石中的溶解度大得多，MA能從方鎂石中將MF轉(zhuǎn)移出來，形成、消除了

21、因溫度波動而引起的MF溶解和沉析的變化，提高了方鎂石的塑性，而MA 的此種溶解和沉析變化影響又較小，從而提高了制品的耐熱震性。1100加熱和水冷循環(huán)達20次左右。64 以鎂鉻尖晶石結(jié)合的鎂鉻磚，由于鎂鉻尖晶石的熱膨脹性也較低，MF可固溶于MK中形成，且溶解度很大，溶解的溫度范圍很寬，減緩了因MF溶入方鎂石和其中沉析的影響，而且CMS含量也較少，故鎂鉻磚的耐熱震性也較好。1100加熱和水冷循環(huán)達25次。65抗渣性 尖晶石結(jié)合的鎂質(zhì)耐火制品的抗渣性，一般也優(yōu)于普通鎂磚。 MA結(jié)合的鎂鋁磚抵抗熔融鋼液和含鐵溶渣侵蝕的能力較強。66三、各種鎂質(zhì)耐火材料的性質(zhì) 由不同結(jié)合相與主晶相方鎂石構(gòu)成的各種鎂質(zhì)耐

22、火材料的耐火度，一般皆高于1920C，抗堿性渣侵蝕的能力也強，但依結(jié)合相的種類、性質(zhì)、數(shù)量和分布的不同，制品的性質(zhì)也有一定差別。67 雖然MA與FeO反應(yīng)可形成鐵尖晶石（FA），即發(fā)生MAFeO MgOFeOAl2O3反應(yīng)，而FeOAl2O3分解溶融溫度僅1750 ，較MA的熔點低380以上，但MA與FA可形成連續(xù)固溶體。而且，在鎂質(zhì)耐大材料中，總有大量方鎂石存在，同F(xiàn)eO形成鎂方鐵礦。故由MA結(jié)合的鎂鋁磚能吸收相當(dāng)數(shù)量的FeO，而不致嚴重降低其出現(xiàn)液相的溫度。68 當(dāng)熔渣中含有較高CaO時，MA與C2S的共熔點僅1418C，遠低于它們的熔點，故MA受此種熔渣侵蝕時，其高溫性質(zhì)有所降低。69

23、由于MA 與方鎂石直接結(jié)合，兩者間的界面張力遠低于MA或MgO的表面張力，從而使熔渣滲入這些界面的速度和深度都小于普通鎂磚，故抗渣性還優(yōu)于普通鎂磚。70 以MA結(jié)合的鎂磚，由于MA 在氧化或還原氣氛下較穩(wěn)定，故在氣氛變化條件下使用，同含MF較多的鎂磚相比，耐久性較高。71鎂鉻磚的耐蝕性有以下特點： MF和MA都可固溶于MK中形成和 連續(xù)固溶體。MF和MA固溶于MK后液相面邊界溫度增加，即隨Cr2O3量的相對提高，出現(xiàn)液相溫度提高，在一定溫度下液相量降低。72 當(dāng)系統(tǒng)中有硅酸鹽相共存時，隨Cr2O3/Al2O3和Cr2O3/Fe2O3比的增加，尖 晶石相在硅酸鹽中的溶解度也逐漸降低。以鎂鉻尖晶石

24、MK為結(jié)合相，代替MF和MA，對提高制品的高溫強度和耐蝕等性能都是有利的。73 在自然界中，鉻尖晶石大多數(shù)取自鉻礦石，并非單純由MK構(gòu)成，而多為不同尖晶石的固溶體復(fù)合尖晶石: (Mg,Fe+2)(Cr,Al,Fe+3)2O4其中對尖晶石構(gòu)成的制品體積穩(wěn)定性影響大的主要成分為鉻鐵礦（FeO.Cr2O3，簡寫FK）。74 由這些含F(xiàn)eO的鉻鐵礦結(jié)合的鎂質(zhì)耐火制品，因鉻鐵礦對于氧化和還原氣氛很敏感，氧化產(chǎn)生收縮，還原產(chǎn)生膨脹。含鐵高的尖晶石，在氧化氣氛下，從350開始到1000顯著氧化，其中的FeO氧化為Fe2O3。75 氧化終了，F(xiàn)e2O3與Cr2O3形成固溶體，因晶格常數(shù)由大變小，體積收縮。若隨

25、后發(fā)生還原作用，則在450開始，約到1050結(jié)束，又使FeO轉(zhuǎn)化為Fe2O3 ，形成尖晶石，因晶格松弛，產(chǎn)生膨脹。雖然理論計算膨脹不超過3，但實際上可達30，線膨脹率達10。76 這種計算值與實測值的差別是由于同時發(fā)生氣孔率增加之故。由于氣孔容積大，一度氧化再次還原的鉻鐵礦，很容易發(fā)生脆性開裂常稱“爆脹”或“爆裂”。因此，含鐵較高的鉻尖晶石結(jié)合的鎂鉻磚，不宜使用于氣氛經(jīng)常變化的條件。77碳結(jié)合的鎂質(zhì)制品 鎂碳磚是由燒結(jié)鎂石或電熔鎂砂和碳素材料石墨為原料，以含碳樹脂作結(jié)合劑，經(jīng)混練、成型和220左右熱處理，由碳素形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)相將方鎂石晶粒包裹而構(gòu)成的制品。 78 主要特點如下： （1）強度 優(yōu)質(zhì)

26、石墨是碳的結(jié)晶體，在2500左右僅為粘稠狀，在常壓下約3600以上才揮發(fā)。79 當(dāng)制品中的碳素結(jié)合劑經(jīng)在隔絕空氣條件下烘烤，促使碳素樹脂聚合，強化碳素材料同鎂砂顆粒的親和力和結(jié)合力，并形成碳素連續(xù)網(wǎng)絡(luò)以后，則由碳素連續(xù)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合石墨與方鎂石構(gòu)成的耐火制品，卻具有很高的耐高溫性能。80 （2）耐熱震性 石墨多晶體具有較低的熱膨脹性和很高的導(dǎo)熱性，251000膨脹系數(shù)為3.34l0-6/；1000導(dǎo)熱系數(shù)高達60w/ m。所以，鎂碳磚具有良好的耐熱震性。81 （3）抗渣性 石墨不受熔渣潤濕，化學(xué)穩(wěn)定性很高，當(dāng)方鎂石晶粒間由石墨填充并由碳素構(gòu)成連續(xù)相時，制品不易受熔渣滲透和侵蝕。故凡由碳結(jié)合的制品抗

27、渣性皆很強。82 （4）氧化穩(wěn)定性 石墨幾乎全由碳素構(gòu)成，約從450即開始氧化。故當(dāng)制品中碳含量過高時極易氧化而影響強度。但含碳量過少，如小于10，制品中不易形成碳網(wǎng)絡(luò)相，也影響耐蝕性。為提高強度和抗氧化性能，83 生產(chǎn)中必須采用適當(dāng)極度組成和含量的石墨；應(yīng)以殘?zhí)悸瘦^高的樹脂作結(jié)合劑，并相應(yīng)加入適量固化劑；采取加入少量A1、Si、Mg和碳化物等細粉，作為抗氧化外加劑。844、直接結(jié)合的鎂質(zhì)制品 鎂質(zhì)耐火制品的直接結(jié)合主要指方鎂石晶粒間無易熔硅酸鹽相間隔而直接互相聯(lián)接的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)中存在第二固相時，此第二固相間以及與方鎂石間的直接聯(lián)接也稱為直接結(jié)合。85直接結(jié)合率，其中Nss為固相顆粒間的接觸數(shù)目， Ns1為固液間的接觸數(shù)目。86 （1）實現(xiàn)直接結(jié)合的基本條件 當(dāng)耐火制品中固液共有時，固相間是否實現(xiàn)結(jié)合，取決于晶粒界面間和固一液相界面間界面張力的平衡條件，即取決于固一液界面形成的二面角。87 若 ss s1，則120，液相被孤立成包裹狀存在于晶粒之間。88 若 ss /s1=，則60