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低碳镁碳砖和无碳尖晶石砖 未来市场份额或将提高
2015/06/05总浏览:5227

镁碳砖是上世纪70年代兴起的耐火材料,以电熔镁砂或烧结镁砂、鳞片状石墨为主要原料,再加入有机结合剂、抗氧化剂制成。镁碳砖具有优异的抗侵蚀性、热震稳定性和热传导性,它的出现彻底改变了以往碱性耐火材料耐剥落性能差、容易吸收炉渣等的固有缺点,且制作工艺简单,被广泛用作电炉、转炉及精炼炉等的内衬材料,还可以充分利用废弃原料生产再生镁碳砖,在节约资源的同时又保护生态环境。

 

传统的镁碳砖碳含量在10-20%。但传统镁碳砖高的碳含量容易往钢水中增碳而污染钢水,不利于纯净钢和超低碳钢等的冶炼,而且高热导率也导致热损耗增加,难以满足二次精炼工艺要求,同时也消耗大量鳞片石墨资源。为了适应纯净钢和超低碳钢冶炼及环保要求,市场上出现了总碳含量不超过8%低碳镁碳砖。然而,随着砖中碳含量的降低,特别是当碳含量低于6%时,产品的抗热震性、抗渣渗透性明显下降,导致低碳镁碳砖耐剥落性降低。

 

为提高低碳镁碳砖的抗剥落性,武科大以及相关企业做了大量的研究,主要有以下几个方面:

 

一、引入不同碳源。有厂家将超细石墨替换鳞片石墨,加入后抑制砖的过烧,降低砖的弹性模量,提高低碳MgO-C砖的抗剥落性能。其他碳源还有膨胀石墨、纳米炭黑、石墨烯等,这些碳源的引入可达到普通含碳耐火材料中4-10%石墨的效果,不过石墨烯的引入武科大尚在试验中。

 

二、镁砂进行表面处理,使砖坯在热处理过程中形成较多连续分布的微小气孔,从而使镁碳砖的热导率下降,抗热震性提高。

 

三、用不含酚醛的有机结合剂。传统酚醛树脂的炭化组织是玻璃态结构,使得材料的抗剥落性较差。

 

日本九州耐火材料公司采用纳米炭黑并加少量碳化硼研制出了碳质量分数为3%的低碳镁碳砖,其性能与石墨质量分数为18%的镁碳砖相近,热导率却很低。我国的浙江自立股份有限公司立与武科大联合开发的低碳镁碳砖系列产品也在宝钢、武钢等钢厂钢包的渣线与包壁得到应用。此外,冶炼低碳、超低碳钢种的钢厂和铸造厂也都在使用低碳镁碳砖,比如酒钢、太钢、首钢、首钢京唐、二重等都有应用。

 

一般来讲,冶炼普通不锈钢时,使用含碳量为6%的低碳镁碳砖;冶炼439#、444#超低碳不锈钢时,使用含碳量为 4%的低碳镁碳砖。用低碳镁碳砖钢包替代镁铬砖钢包冶炼不锈钢,不仅大幅度提高了钢包的使用寿命,降低不锈钢的生产成本,同时还能解决镁铬砖中六价铬的环保问题,防止污染环境。

 

尽管低碳镁碳砖具备一定优点,但因为引入碳源的原材料价格高,成本不菲,使得低碳镁碳砖的价格超高。不过,在普碳钢市场一路低迷的形势下,钢铁企业开始转向生产有竞争优势、高端的纯净钢或超低碳钢,届时,低碳镁碳砖的市场份额可能会有所提高,并且在未来无碳尖晶石砖的日趋成熟,更受市场亲赖。

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