铝碳砖的应用发展以及过程中的损毁机理

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铝碳砖的应用发展以及过程中的损毁机理

编辑：耐火浇注料时间：2020-11-22 浏览：

高炉铝碳砖是高炉内衬更新换代的良好材料，其性能优于高炉内衬传统耐火砖，与氮化硅结合碳化硅砖的性能相似，成本降低2/3。因此，高铝砖问世以来，已在高炉上得到了应用，并获得良好的使用效果。

由于其抗氧化性明显优于镁碳砖，抗Na2O系渣的侵蚀性能优良，因此在铁水预处理设备中得到了广泛的应用。烧成铝碳质耐火材料(简称烧成铝碳砖)属于陶瓷结合型，或者说属于陶瓷一碳复合结合型。它大量用作连铸用滑动水口滑板，长水口、浸入式水口及上、下水口砖、整体塞棒等。烧成铝碳砖以其高强度、高抗侵蚀性能及高的抗热震稳定性，成为长寿命的铸锭耐火材料。

另外，现代用于高炉出铁沟的耐火材料也是以Al2O3为主要原料，添加SiC和C制成的不定形耐火材料。虽然铁沟料品种众多，有捣打料、可塑料、浇注料、振动料等，结合方式除沥青或树脂结合之外，还有化学结合、水泥和粘土结合等，但亦属于铝碳质耐火材料的范畴。

有的重点厂还在钢包和中间包使用铝钻碳滑板，效果很好。铝锆碳质滑板在钢包的使用次数为3~5炉次以上，在中间包的使用次数可达5~10炉次。铝碳长水口和铝碳锆碳复合浸入式水口使用炉次可连浇8~12炉。

铝碳砖的损毁机理

对于铝碳质材料抵抗熔渣的侵蚀能力，沈继耀等认为与熔渣CaO/SiO2或Na2O/SiO2，总铁氧化物含量、粒度及材料基质相与骨料的显微结构有很大关系，进而根据各种熔渣作用下，使用后的不同铝碳质材料的显微结构分析，认为其渣蚀损毁的过程为以下类型：

一是含碳基质相先于骨料氧化侵蚀。如果材质气孔率高，基质相含量高、抗氧化性差：骨料结构致密，抗侵蚀性好，或者熔渣的氧化性强，都可能导致含碳基质相先于骨料氧化脱碳，熔渣沿凹陷的脱碳区侵蚀，骨料处于渣的包围之中逐渐熔损，甚至脱落流失。这种侵蚀形式是由于基质相与骨料的抗氧化与抗侵蚀性能差别较大造成的。这种小连续的侵蚀速度较快。

二是含碳基质相与骨料同步熔损。当材料的结构致密、气孔率低，熔渣对基质相的氧化作用与其骨料的熔损作用均衡时，就发生基质与骨料同步均匀的熔蚀现象。以这种形式熔损时，材料各部分都充分发挥了抗熔渣侵蚀的能力，使材料连续缓慢的熔蚀消损。

三是材料工作面的剥落损毁。含碳耐火材料在高温长期使用时，表面层附近的氧化脱碳。杂质或细颗粒促使该部位烧结致密化。引起表面层与内部弹性模量，热膨胀系数等的差异，在热冲击作用下，材料表面易发生裂纹而剥落损毁。

四是熔渣与钢水界面处耐火材料在钢水与熔渣交替作用下，局部严重熔损。

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