碳陶耐火材料

碳陶耐火材料是用熱處理無煙煤或焦炭、石墨為主要原料，以煤焦油瀝青為結合劑製成的耐火材料。由於石墨和碳磚耐火材料的性能，還原性氣氛中套用它是一個強有力的競爭者。高爐使用適當數量的碳磚和石墨磚，特別是在其爐缸部位；但碳磚和石墨磚也可套用於爐腰部位和其它地方，如出鐵口處。

基本介紹

• 中文名：碳陶耐火材料
• 外文名：carbon refractory
• 屬性：碳質耐火材料
• 領域：冶金工業

概述

碳陶耐火材料（carbon refractory）其主要特點是含固定炭80%以上，以碳質耐火材料為主要組分的耐火材料，無燒結性和明顯燒結收縮有機結合劑熱解反應形成的碳網路，使炭素顆粒和炭素基質結合。品種有碳磚、石墨製品、浸漬碳質製品(或稱不透性碳質製品)、碳化矽碳質製品（或稱碳質碳化矽製品）、黏土結合碳質製品等。還可將碳質材料與高鋁質、鎂鋁尖晶石、鹼性材料配合，製成含碳的複合製品，稱含碳耐火材料。也可用碳質原料製成搗打料和耐火泥。其熱膨脹係數低、導熱性高、抗熱震性好、高溫強度高、耐侵蝕性和抗渣性極好，質量輕，是優質的耐火材料。

結構

由於碳質和石墨質耐火材料全由單一的元素碳組成，故可通過晶體結構來區分它們。通常碳陶耐火材料沒有邊界良好的晶體結構，可認為是無定形的，這依賴於最初所用的原材料和生產過程所能達到的溫度。石墨結構是被熟知的是一種平面結構，這種平面結構是一種無限大的二維碳原子排列，上述碳原子位於一個巨大的、類似苯環分子結構的六邊形網路中。所以石墨具有層狀結構，並且由於成型處理時微晶排列導致石墨會出現鱗片剝落或微晶擇優取向，也就是平面結構會產生各向異性。

製備工藝

普遍存在的碳質和石墨質耐火材料有石墨、木炭、石油焦、焦油瀝青、人工石墨、煤焦炭、無煙煤。焦油瀝清、石油瀝青和其它有機材料常被用作結合劑。把原材料準備好、磨碎、過篩、分類，根據設定的性能值進行混合配料；依據結合方式的不同把料加熱到接近160℃，與結合劑混合得到所謂的坯體料或坯體混合物，下一步成型混合物。使用真空振動設備、壓模成型機具、擠壓成型機具、等靜壓機和搗打設備把上述混合料成型為理想的形狀。經過所謂坯體成型後，下一步工序就是進行接近120℃的燒成處理。結合劑轉化為焦炭。採用與結合劑成分相似的填充劑浸漬填充，可以實現機體緻密和結合緊密的目的。進一步的燒成處理時，進人氣孔的填充劑也轉化成了焦炭。