镁碳砖(magnesia carbon brick)

以镁砂和石墨为主要原料制成的耐火制品。

镁碳砖是日本于20世纪70年代初发展起来的一种新型耐火制品。最初使用于超高功率电炉热点部位，从而延长了电炉寿命。自20世纪70年代末，日本又将镁碳砖应用到转炉各部位，与以前用焦油浸渍烧成镁白云石砖砌筑相比，转炉寿命约提高1倍以上。

中国于20世纪70年代末期研究开发出镁碳砖，首先在电炉热点部位推广使用，并获得良好效果。自20世纪80年代初开始逐步在转炉上推广使用，与以前的炉衬材质相比，转炉寿命提高1倍以上。

性能 镁碳砖的主要成分氧化镁和碳具有高耐火性，且。MgO和C没有共熔关系，不形成低熔点物质。

石墨的导热性使镁碳砖具有良好的抗热震性；石墨对钢水和炉渣的不润湿作用可阻止炉渣渗透，且抗剥落性和抗渣性都较好。但镁碳砖在空气中加热易氧化，可通过加入防氧化剂等措施来改善。其理化性能如下，显气孔率2％～5％，体积密度2．75～2．95g／cm3，常温耐压强度20～45MPa，高温抗折强度(1400℃)5～14MPa，MgO70％～80％，F．C(灼减)8％～20％。

原料 主要有镁砂、石墨、结合剂、添加物。

镁砂 生产镁碳砖一般采用Mg()含量高的电熔镁砂或烧结镁砂，通常要求Mg(]含量95％～99％，ca0／Si()。比值大于2、结晶大的镁砂。生产时依使用条件，可选用不同品级的电熔镁砂或烧结镁砂，或在烧结镁砂中配入一定量的电熔镁砂。生产镁碳砖用的镁砂性能(举例)见表1。

石墨 一般选用结晶发育完整、纯度高的天然鳞片状石墨，通常要求石墨的含碳量为92％～99％，生产时随使用部位和操作条件不同选用不同品级的石墨。石墨的加入量一般为8％～20％。

结合剂 一般选用酚醛树脂或沥青作结合剂，或者两者并用。石墨、酚醛树脂、沥青性能(举例)见表2、3、4。

添加物 镁碳砖的优良性能依赖于砖中碳的作用，但在使用过程中碳往往易被氧化，使组织劣化，降低砖的使用寿命。为抑制砖中碳的氧化，提高其高温强度，需往砖中加入添加物。通常选用金属铝粉、硅粉、镁铝合金粉、镁钙合金粉、碳化硅、碳化硼等，加入量为1％～6％。

制造工艺 镁碳砖一般为不烧制品，生产工艺与其它不烧耐火制品相同。其生产工艺主要包括原料准备、配料、混练、成型、热处理。其工艺流程见图。

配抖与混练 把所选用的原料按规定的比例配合，然后进行混练；混练设备通常选用行星式混砂机或高速混砂机。为保证混练的均匀性，需将结合剂酚醛树脂预热至35～45℃。混练时投料顺序为：镁砂骨料、结合剂、石墨、细粉和添加物，混练时间为15～45min。

成型采用高压力成型机成型，以提高砖的密度。成型时应严格按照先轻后重、多次加压的操作规程进行压制，以免产生成型裂纹，最好采用抽真空，排气加压装置。成型后砖坯浸防滑剂进行防滑处理，避免施工时发生安全事故。

热处理镁碳砖一般在150～200℃温度下进行热处理，时间不少于：32h。热处理后即为成品(有特殊要求的再经轻烧、浸渍沥青)。

用途 镁碳砖主要应用于转炉炉衬和底部供气元件，电炉热点部位及炉墙、盛钢桶、炉外精炼炉等。

展望 镁碳砖在今后的使用比例、范围将逐步扩大，逐步向多品种发展，以均衡炉衬，体现优质优用。在原料方面，镁砂将向采用高纯度、大结晶、合理的CaO／SiO2比(比值大于2．5)的方向发展；石墨将向采用高纯度、大结晶、精制分级发展；开发优质廉价的结合剂和选择更合适的添加物仍将是今后研究的重要课题。在工艺上将全面采用高压力、抽真空排气压砖机等等，制成高强度、高密度、抗渣性、抗氧化性更优良的镁碳砖。