鳞片石墨作为耐火材料的技术要求


鳞片石墨抗热冲击性强、耐腐蚀性好,是碳分离耐火资料运用的主要碳素原料。其对镁碳砖等碳分离耐火资料的耐腐蚀才能、高温强度等都有重要影响。在实践的消费过程中,碳分离耐火资料对鳞片石墨的纯度、灰分、粒度和外形以及参加量都有严厉的请求。

1.鳞片石墨的纯度

大量研讨标明,石墨纯度与镁碳砖的高温抗折强度和运用时的熔损速度有直接的关系

镁碳砖的高温抗折强度随石墨纯度的进步而增大。这是由于形成镁碳砖显微构造的不同而产生的结果,用纯度较低的石墨制成的镁碳砖经1000℃碳化处置后粗气孔(直径20μm)的比例较大,气孔率也比高纯石墨制成的制品高。这可能与高纯石墨挠性较高,制砖时易紧缩有关。另一点是用纯度较低的石墨制成的镁碳砖构造部分削弱,镁碳砖经过足够高的温度(1600℃)处置之后,石墨伴生的硅酸盐矿物凝结成玻璃相并与镁砂或碳发作反响,使原矿物产生蚀损,体积减少,接触面积减少,在石墨四周构成气孔带,从而招致镁碳砖高温强度随石墨纯度的降落而降低。

镁碳砖的熔损速度随石墨纯度的进步而降落,特别是对纯度大于95%的石墨更明显。对其机理的研讨标明,在1300℃以上时,镁砂和石墨中杂质(SiO2CaOAl2O3Fe2O3)都向两者接壤处汇集,生成低熔物,使镁砂颗粒容易遭到炉渣的腐蚀而流入炉渣中,从而降低了耐腐蚀性。实践运用结果标明,运用95%以上含碳量的石墨制成的镁碳砖抗渣性比普通镁碳砖高出0.5~1倍。

运用含碳量大于95%~96%的高碳鳞片石墨是既进步镁碳砖质量又降低制砖本钱的有效技术措施。假如以同层次石墨和镁砂原料制砖的性能为基准,那么改用高层次石墨比进步镁砂层次对砖性能的进步要大得多。在相同工艺条件下,运用高层次石墨和低层次镁砂原料制成的砖性能比运用高层次镁砂和低层次石墨原料的砖要好。但必需留意,当运用纯度较高的石墨时,砖中生成的液相量少,氧气容易浸透到砖内使石墨发作氧化脱碳,为此必需参加抗氧化剂如金属AlSi以及Al-Mg合金、SiCBN等。

2、鳞片石墨的灰分

很显然,石墨的灰重量越大,则石墨的纯度越低。石墨的灰分主要由SiO2-Al2O3-Fe2O3--CaO等组成。普通来说,Al2O3含量高,其它杂质量少则灰分的耐火度高(1500~1600℃);Al2O3含量低,而其它杂质成分多,则耐火度低(1250℃)

灰分中SiO2含量较高是非常有害的。首先,大量SiO2的带入必然会改动优质镁砂的CaO/SiO2比值,使镁砂原来高温分离相C2SC3S(熔点分别为2130℃1900℃)转变为低熔点的CMSC3MS2(熔点分别1490℃1575℃),从而显著降低砖的高温性能。其次,SiO2还能降低镁砂和碳共存时的稳定性,促进MgO的挥发。这是由于SiO2在加热过程中会与MgO反响,在方镁石外表上构成一薄层镁橄榄石(M2S);温度再升高,M2S中的SiO2很容易与C反响而挥发(SiO2+C→SiO+CO)SiO2挥发后的方镁石外表被活化,促进了MgO-C氧化复原反响。同时,M2S自身在高温下也很容易和C发作氧化复原反响。其结果是使镁碳砖热失严重,组织构造疏松。

鳞片石墨中SiO2含量高,镁碳砖的蚀损指数显著增大。普通应限制石墨中SiO2含量小于3%。若灰分中SiO250%,则石墨纯度应在95%以上。

3、石墨的粒度与外形

如前所述,石墨的粒度与氧化温度之间有直接关系。大鳞片石墨通常具有较高的纯度、耐氧化性好,同时大鳞片石墨能明显改善镁碳砖的热震稳定性。大鳞片石墨还能够优化混合料的混炼与成型性能。但是大鳞片石墨的价钱是较高的

在石墨的外形方面,鳞片越薄越好。薄片石墨首先明显改善镁碳砖的热震稳定性。这是由于以薄片石墨制成的制品加热后的弹性模量比普通石墨制成的镁碳砖低;同时,在石墨参加量相同的状况下,薄片石墨的分散性要好,从而改善了制品的基质,热震时裂纹扩展的障碍物数量增加。其次,薄片石墨制造的镁碳砖抗氧化性也是较高的,由于薄鳞片石墨制造的镁碳砖抗氧化性也是较高的,由于薄片石墨端部发作氧化的有效面积较小。在配料体系中,耐火骨料的尺寸越小,运用薄片石墨的效果越好。

在普通碳分离耐火资料中,鳞片石墨的粒度应≥0.105mm,最好≥0.21mm;鳞片厚度应<0.02m,最好是<0.01mm。同时,契合这种请求的组分要占石墨总量的30%以上

4.鳞片石墨的参加量

在镁质耐火资料中,参加一定量的石墨有利于进步制品的耐腐蚀性和抗渣浸透才能。按计算,耐火资料中含有3%~4%的碳即可有效地阻止熔渣向砖内渗入。但碳易于被氧化,其实践参加量应更多。

4为石墨参加量对镁碳砖性能的影响,其中图3-6-10b是在复吹条件下MgO-C砖的蚀损速度与碳含量的关系。普通而言,MgO-C砖中石墨的参加量应在15%~20%之间。参加量高时,MgO-C砖的溶蚀就有增加的趋向,这是由于当石墨含量增加后,脱碳后的砖组织变粗,结果单位体积砖熔渣腐蚀量增大,使MgO向熔渣中流失量加快;同时,随石墨量的增加,带入的灰重量也增加,从而降低砖的抗腐蚀性能。另外,如石墨参加量过多,消费时成型较艰难,而且制品运用时易氧化。在碳分离耐火资料中,假如含碳量小于10%,则制品中不能构成连续的碳网,无法有效地发挥碳的优势;从热震稳定性的角度看,石墨参加量少于10%~15%,砖的抗热震性明显降低。

在实践消费中肯定石墨参加量时,应依据碳分离耐火资料的运用条件而定,如冶炼设备的品种、钢水和炉渣中氧分压以及炉渣特性、冶炼温度和出钢温度等;也能够依据所消费的制品是强调耐腐蚀性能或者热震稳定性,还是请求高强度或者抗氧化才能来肯定石墨的参加量。

 我公司经营的天然鳞片石墨是天然共晶石墨,其形状类似鱼鳞,属于六面体晶体体系,具有层状结构;它是由石墨经过化学工艺提纯而成。可以根据客户的需求加工成诸如200目、325目等不同规格的产品。

 

 产品参数:

 

产品型号

碳(≥%)

水分(≤%)

灰分(≤%)

挥发份(≤%)

xt-280

80

1.0

17.3

3.0

xt-390

90

1.0

8.0

2.0