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碳磚不僅廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè),還用于鋁電解槽。此外,廣泛用在電鍍工業(yè)的酸洗槽、電鍍槽,造紙工業(yè)的溶解槽,化學(xué)工業(yè)的反應(yīng)槽、貯槽,石油化學(xué)工業(yè)的高壓釜,鐵合金工業(yè)爐(或設(shè)備的內(nèi)襯)、酸液、堿液槽襯和管路,以及熔煉有色金屬(如鋁、鉛、錫等)的爐襯。 由于碳磚的上述性質(zhì),故被廣泛應(yīng)用于砌筑高爐爐底、爐缸。近年來使用范圍不斷擴(kuò)大,爐腹和爐身下部也開始采用碳磚??商岣吒郀t的連續(xù)作業(yè)時(shí)間,延長(zhǎng)使用壽命。 高爐爐缸用耐火材料性能的好壞是影響高爐壽命的關(guān)鍵因素之一。在高爐爐缸用耐火材料的發(fā)展中,一是改進(jìn)碳磚的性能、結(jié)構(gòu),采用高熱導(dǎo)、高純度、微氣孔的熱壓碳磚,以克服由于堿侵蝕、碳沉積、鐵水滲透等因素造成爐缸的毀損;二是采用新的爐缸材料。由法國(guó)Savoi公司開發(fā)的“陶瓷杯”技術(shù),現(xiàn)已在世界范圍被接受和采用,迄今為止已有21座高爐采用了“陶瓷杯”技術(shù),容積有5000m3的高爐,到1997年將另有11座投入使用?!疤沾杀奔夹g(shù)的顯著特點(diǎn)是大大減少了鐵水滲透引起的毀損,減少熱損失,使易造成碳磚脆化的800℃等溫層移至陶瓷杯砌層內(nèi),消除了由于鐵水溫度提高和鐵水流量加大而造成的出鐵口區(qū)域的過早損毀,從而提高了爐缸的壽命。
碳磚的熱穩(wěn)定性好,熱脹系數(shù)小,耐高溫,耐各種酸、堿、鹽和有機(jī)溶劑的侵蝕,但在氧化氣氛中容易氧化。 碳磚為暗灰色,有光澤,燒成良好的碳磚不沾污手,用小錘敲擊有清脆聲。耐火度和荷重軟化溫度高,抗熱震性好;不被溶渣、鐵水等潤(rùn)濕,幾乎不受所有酸堿鹽和有機(jī)藥品的腐蝕,抗渣性好,高溫體積穩(wěn)定,機(jī)械強(qiáng)度高,耐磨性好,具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性?! ×硗?,碳易氧化,無論是原料的煅燒或是制品的焙燒以及制品的使用,均要在還原氣氛中進(jìn)行。
1.有極高的耐火度 不熔化亦不軟化。只有在很高溫度時(shí),才有揮發(fā)(>3000℃時(shí))。但這一溫度在高爐內(nèi)是達(dá)不到的?! ?.抗壓強(qiáng)度大。 其抗壓強(qiáng)度可達(dá)250~500kg/cm2,與粘士磚差不多。但粘土磚其抗壓強(qiáng)度高可達(dá)1000kg/cm2?! ?.荷重軟化點(diǎn)比粘土磚高的多。一般粘土磚之荷重軟化溫度為1400℃,而碳磚荷重軟化溫度是不存在的(即軟化點(diǎn)極高),但必須指出這只是對(duì)灰分不多的高質(zhì)量碳磚而言?! ?.抗渣性很好,除去含F(xiàn)eO高的渣以外,任何渣都不能起侵蝕作用?! ?.有較高的耐磨強(qiáng)度,它的耐磨強(qiáng)度不次于黏土磚。 6.不為鐵、渣所浸潤(rùn)(鐵渣不能沾于碳磚上),所以結(jié)瘤的機(jī)會(huì),和與鐵、渣起作用而損壞的機(jī)會(huì)較少。因此,過去會(huì)在爐身砌碳磚,認(rèn)為這樣可能使結(jié)瘤機(jī)會(huì)減少(因?yàn)橐话銧t瘤多在爐身處生成),但結(jié)果證明,如果操作不正常,則還是照樣有爐瘤生成的?! ?.膨脹系數(shù)小。這是碳磚的特點(diǎn)之一,其他耐火材料遠(yuǎn)不如它。在高溫下急冷也不會(huì)產(chǎn)生裂紋,這對(duì)某些由于易生裂紋而易損壞的部分(如爐底)是極需要的性質(zhì),所以爐底砌磚多用碳磚來砌成?! ?. 導(dǎo)熱性比粘土磚高的多,特別是石墨磚。但其效果可能是有益的,也可以是有害的。熱損失大就是負(fù)效果,但在下部易使渣皮生成則是有利的。高爐下部用碳磚砌時(shí),就可以不用冷卻水冷卻,而只用空氣來進(jìn)行自然冷卻,甚至有些較小的高爐爐缸根本就不需要冷卻。但一般仍是用冷卻水箱的,因?yàn)橛袝r(shí)碳磚質(zhì)量不好,爐缸很易毀壞,若無冷卻水箱便會(huì)產(chǎn)生鐵渣穿漏事故,同時(shí)安裝冷卻水箱也并不十分麻煩,因此,在利用碳磚時(shí)也仍舊應(yīng)用冷卻水箱?! √即u的制造,一般是用碾成很小粒度的含灰分少的焦炭(<10毫米),加16~18%的煤焦油攪拌混合均勻,同時(shí)再破碎到6毫米,然后加壓成型,同時(shí)也使氣孔度減小,在密封的爐子中焙燒數(shù)晝夜,焙燒溫度為1000℃。此爐中應(yīng)毫無通空氣的空隙;焙燒時(shí)用砂復(fù)蓋于磚型上,使磚與空氣完全隔絕由傳導(dǎo)作用來加熱磚坯。燃料消耗多及產(chǎn)量不高是造成碳磚價(jià)格昂貴的原因。