铝炭质耐火材料检测 第三方检测

1.铝炭质耐火材料的简介

铝炭质耐火材料是指以氧化铝和碳素为原料，大多数情况下还加入其他原料，如SiC、金属Si、Al等，用沥青或树脂等有机结合剂粘结而成的碳复合特种耐火材料。广义上讲，以氧化铝和碳为主要成分的耐火材料均称为铝炭质耐火材料。
铝炭质耐火材料按其生产工艺不同，又可分为两类：不烧铝碳质耐火材料和烧成铝碳质耐火材料。不烧铝碳质耐火材料属于碳结合型耐火材料，由于其抗氧化性明显优于镁碳砖，且抗Na2O系渣的侵蚀性能优良，在高炉、铁水包等铁水预处理设备中得到广泛的应用。烧成铝碳质耐火材料属于陶瓷结合型耐火材料，由于其强度高、抗侵蚀和抗热震性能好，大量的适用于连铸用滑动水口系统的滑板砖及连铸三大件，即长水口、浸入式水口和整体塞棒等。

铝炭质耐火材料具有以下优点：

• 氧化铝具有高的抵抗酸、碱性炉渣、金属和玻璃溶液作用的能力。它在高温下的氧化性气氛或是还原性气氛中使用，均能受到良好的使用效果。

• 碳素原料特别是石墨具有高的热导率和低的线膨胀系数，与渣和高温溶液具有不湿润性。铝碳砖具有优异的抗渣性能和抗热震性能。

• 铝碳质耐火材料中加入的碳源会与铝、硅等添加剂发生反应，形成像Al4C3、SiC、Al4O4C和Al4SiC4等可对材料增强和增韧的陶瓷相，提高材料的机械性能。

2.铝炭砖的生产工艺 及应用

铝炭砖是一种不烧铝碳质耐火材料，其生产工艺主要包括以下几个步骤：

• 原料配比：根据不同的用途和要求，选择合适的氧化铝原料、碳素原料、添加剂和结合剂，按一定的比例进行配比。

• 混合制粒：将配好的原料放入混合机中进行充分混合，通过制粒机将混合物制成球形或柱形颗粒。

• 成型压制：将制好的颗粒放入成型机中进行压制，形成所需的规格和形状的成型体。

• 烘干固化：将成型体放入烘干箱中进行低温烘干，使结合剂固化，增加成型体的强度。

• 包装检验：将烘干后的成型体进行包装，并进行外观和尺寸等检验，符合标准后出厂。

铝炭砖主要应用于高炉、铁水包等铁水预处理设备中。在高炉中，铝炭砖主要用于炉缸部位，可以提高高炉寿命，降低焦比，提高生产效率。在铁水包中，铝炭砖主要用于包底、包壁、包盖等部位，可以提高包容量，减少渣沾附，保证铁水质量。

3.铝炭砖的性能

铝炭砖作为一种不烧铝碳质耐火材料，其性能主要取决于其组分、结构和工艺。以下是一些常见的性能指标：

• 耐火度：耐火度是指耐火材料在无负荷条件下开始软化变形的温度。一般来说，耐火度越高，表明耐火材料在高温下保持稳定性能的能力越强。铝碳质耐火材料由于含有高熔点的ZrO2，可以提高耐火材料的耐火度和抗渣性。铝炭砖的耐火度一般在1700℃以上。

• 体积稳定性：体积稳定性是指耐火材料在高温下不发生明显的膨胀或收缩的能力。一般来说，体积稳定性越好，表明耐火材料在高温下更不容易产生裂纹和变形。铝炭质耐火材料由于含有碳素，会在高温下发生氧化反应，导致体积收缩和强度降低。为了提高铝炭质耐火材料的体积稳定性，可以采用以下措施：

• 降低碳含量，减少氧化损失。

• 加入抗氧化剂，如金属铝、硅、锆等，抑制碳素的氧化 。

• 加入膨胀剂，如膨胀石墨、膨胀珍珠岩等，补偿氧化收缩 。

• 抗侵蚀性：抗侵蚀性是指耐火材料在高温下抵抗炉渣、金属和气体等侵蚀的能力。一般来说，抗侵蚀性越强，表明耐火材料在高温下更能保持完整和稳定。铝炭质耐火材料由于含有氧化铝和碳素，具有较好的抗酸性和不湿润性，能够抵抗一些酸性或中性的炉渣和金属侵蚀²³。铝炭质耐火材料也存在一些缺点，如：

• 易被碱性炉渣侵蚀，尤其是含有Na2O、K2O、CaO等成分的炉渣。

• 易被TiO2、ZrO2等高熔点氧化物侵蚀，导致材料结构破坏。

• 易被CO、H2等还原性气体侵蚀，导致氧化铝还原为金属铝或Al4C3。

为了提高铝炭质耐火材料的抗侵蚀性，可以采用以下措施：

• 提高氧化铝含量，增加材料的抗酸性和抗碱性。

• 加入SiC、ZrO2等添加剂，提高材料的抗TiO2、ZrO2等高熔点氧化物的侵蚀能力 。

• 加入Al4SiC4、Al4O4C等复合相，提高材料的抗CO、H2等还原性气体的侵蚀能力 。

4. 铝锆炭质耐火材料简介、性能及优势

铝锆炭质耐火材料是指组分中配入一定量ZrO2的铝碳质耐火材料，是在铝碳质耐火材料的基础上发展起来的一类碳复合耐火材料。铝锆炭质耐火材料主要应用于连铸用滑动水口系统的滑板砖及连铸三大件，即长水口、浸入式水口和整体塞棒等。

铝锆炭质耐火材料具有以下优点：

• 高强度：ZrO2在高温下会发生相变，产生体积膨胀，从而提高材料的强度和韧性 。

• 高耐火度：ZrO2具有高的熔点（2700℃），可以提高材料的耐火度和抗渣性 。

• 高抗热震性：ZrO2在高温下会形成均匀分布的微裂纹，从而减少热应力，提高材料的抗热震性 。

5.铝炭砖的参考标准、性能指标及检测项目、方法

铝炭砖作为一种不烧铝碳质耐火材料，其参考标准、性能指标及检测项目、方法如下：

• 性能指标：主要包括耐火度、体积密度、常温抗压强度、常温抗弯强度、氧化率、气孔率、导热系数等。

• 检测项目：主要包括化学成分分析、物理性能测试、显微结构观察等。

• 检测方法：主要包括X射线荧光光谱法、X射线衍射法、扫描电子显微镜法等。