氧化物碳复合耐火材料.ppt

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1、氧化物—碳复合耐火材料1.碳复合耐火材料概况与理论基础；2.MgO-C质耐火材料的制备与应用；3.MgO-CaO-C质耐火材料的制备与应用；4.Al2O3-C质耐火材料的制备与应用；本章要点：2021/7/301一、碳复合耐火材料概况新的冶炼技术的需要热震稳定性差；抗渣性差；使用寿命低。能源危机（1）研究开发背景碳复合耐火材料也称含碳耐火材料。顶底复吹转炉示意图2021/7/302（2）碳复合耐火材料在冶金工业中的地位碳复合耐火材料是目前钢铁冶金工业中应用最为广泛的一种耐火材料。高炉2021/7/303高炉结构具有顶部封

2、闭装置的炉喉2021/7/304主沟渣沟铁沟Al2O3-SiC-CAl2O3-SiC-CCastingBedofBlastFurnaceAl2O3-SiC-CAl2O3-SiC-C铁沟浇注料高炉出铁口用Al2O3-SiC-C炮泥高炉出铁场2021/7/305高炉出铁口Al2O3-SiC-C质炮泥2021/7/306鱼雷罐炼铁——鱼雷罐(运送铁水、铁水预处理脱P,S)Al2O3-SiC-C砖2021/7/307转炉炼钢系统铁水包转炉Al2O3-SiC-C砖MgO-C砖(MgO-CaO-C砖)鞍钢250T转炉投产2021/7

3、/308转炉结构示意图氧枪出钢口转炉炉口耳轴环转炉底耐火材料内衬吹气时的流动状态气体空间渣层金属液内衬全部是碳复合耐火材料2021/7/309三相交流电炉炼钢示意图工作衬全部是含碳耐火材料2021/7/3010耐高温的MgO-C导电炉底砖及MgO-C捣打料(阳极)直流电弧炉2021/7/3011连铸系统钢包:渣线——MgO-C砖包衬——Al2O3-MgO-C砖连铸三大件塞棒——Al2O3-C质长水口——Al2O3-C质浸入式水口——Al2O3-C质滑板——Al2O3-ZrO2-C双板滑动式水口工作示意中间包底部滑板执行机

4、构2021/7/3012钢包渣线MgO-C包衬Al2O3-MgO-C钢包—中间包系统长水口Al2O3-C2021/7/3013钢壳渣线：镁碳砖包衬：铝镁碳砖钢包结构示意图2021/7/3014出完钢后的钢包渣线钢水作用区精炼炉钢包2021/7/3015(3)目前碳复合耐火材料需解决的问题石墨的高导热热损失大,不利于节能作为炉衬材料向钢液中渗碳不利于冶炼低碳钢等品种钢2021/7/3016鳞片较大的石墨具有金属光泽。种类：天然石墨和人造石墨。人造石墨是以石油焦、沥青焦等为主要原料，经2000℃以上的高温石墨化处理而得。其特

5、点是含碳量高（99％以上），灰分一般少（不超过0.5％），但其结晶程度不如天然鳞片状石墨，且生产工艺复杂。碳复合耐火材料中大量使用的是天然鳞片石墨（自然的薄片石墨）。（4）石墨的特性及碳复合耐火材料的优点2021/7/3017①耐高温性能好；②导热、导电性好；③特殊的抗热震性能；石墨结构示意图二、石墨的基本性质真空中:3850℃,低压下升华温度:2200℃,其强度随温度的升高而增加.因六角网状平面上的每个碳原子只形成三个共价键,另一个电子在该平面上自由移动,且与相邻平面上碳原子的剩余电子作为电子云存在于网状平面之间,使石

6、墨具有良好的导热和导电性石墨具有各向异性,宏观膨胀系数不大;在温度骤变时具体积变化不大,同时具有良好的导热性能,因而石墨抗热震性能优良.2021/7/3018④润滑性；石墨层间结合力弱,使之具有润滑性;鳞片越大,润滑性越好.⑤良好的化学稳定性和抗侵蚀能力。石墨在常温下具有很好的化学稳定性,不受任何强酸强碱及有机溶剂的侵蚀.但石墨在空气中易氧化，用于碳复合耐火材料时应该采取相应的防氧化措施。2021/7/3019对炉渣的不湿润性高的导热性低的热膨胀性石墨与耐火材料在高温下不发生共熔。石墨的特性抗渣性热震稳定性润湿角与材料间

7、的关系2021/7/3020碳复合耐火材料既可以保持原耐火材料的特点，又能发挥组合后的新特性，它可以根据需要进行设计，取长补短，从而最大限度地达到使用要求的性能。如MgO-C砖有效地利用了镁砂的抗侵蚀能力强和碳的高导热性及低膨胀性,补偿了碱性制品抗剥落性差的最大缺点。三、碳复合耐火材料的特点及优点具有高的热震稳定性；良好的抗熔渣和钢水的侵蚀性使用寿命高2021/7/3021四、碳复合耐火材料使用现状几乎所有的电炉、转炉炉衬材料均为含碳耐火材料；使用寿命几乎均在一万炉以上，通过采用溅渣护炉技术,武钢、济钢等钢厂的炉衬寿命均

8、超过三万炉次。但吨钢耐材消耗还有待努力降低!2021/7/3022第一节碳复合耐火材料的理论基础碳的氧化一、碳(石墨)-氧反应2021/7/3023C-O反应的与T的关系2021/7/3024研究C－O反应热力学，得如下结论：当PO2很小时，Pco的分压就达1atm；随着PO2的增加，Pco增大；与PCO＝1atm相