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生產(chǎn)鎂碳磚的主要原料有：鎂砂，石墨，酚醛樹脂;此外還有一些附屬的添加劑如：鋁粉、硅粉、碳化硅、高溫瀝青粉等等。鎂碳磚的生產(chǎn)其實就是這些原料以適當(dāng)?shù)谋壤M合的過程，根據(jù)不同的使用環(huán)境和要求，不同的價格可以設(shè)計出各種各樣不同的配方，而選擇合適的原材料尤為重要，下文以鎂砂為例，探討如何選擇最為合適鎂碳磚生產(chǎn)使用的鎂砂。
鎂砂分類，從鎂砂的生產(chǎn)工藝來看主要分為兩種：一是電熔鎂砂;二是燒結(jié)鎂砂。
電熔鎂砂是以優(yōu)質(zhì)菱鎂礦為原料經(jīng)過電弧爐熔化結(jié)晶而制成，燒結(jié)鎂砂主要以煤或天然氣為主要燃料，將菱鎂礦經(jīng)1550~1800℃煅燒而得到。
這兩種鎂砂有各自的優(yōu)點，電熔鎂砂純度高晶粒大，產(chǎn)品氣孔小密度高，抗渣性能強，但是生產(chǎn)成本高;燒結(jié)鎂砂相對電熔鎂砂來說，晶粒小，氣孔大，密度低，但是它的生產(chǎn)成本比較低。
根據(jù)企業(yè)實際使用的原料來看，比較適合生產(chǎn)鎂碳磚的鎂砂一般有以下幾種：
大結(jié)晶鎂砂
大結(jié)晶電熔鎂砂主要是選用氧化鎂含量在91%-92%高純度的輕燒鎂，經(jīng)過電弧爐熔融、保溫而制得。該產(chǎn)品外觀一般是白色透明狀，隨著雜質(zhì)含量的不同有的略有灰白色或者淺黃色，具有純度高，結(jié)晶顆粒大，密度高，抗渣性好，抗熱震穩(wěn)定性強，是用來制作高溫電器絕緣材料的重要原料，也是制作高檔鎂磚、鎂碳磚等各種高檔耐火材料重要原料。同時還廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)、化工行業(yè)、國防科研、航天航空等。
普通電熔鎂砂
普通電熔鎂砂企業(yè)簡稱電熔鎂砂，它主要是選用47%含量以上菱鎂礦石，經(jīng)過電弧爐熔融、保溫而制得。電熔砂鎂晶粒大、密度高、氣孔率低、抗渣性好，相對于大結(jié)晶電熔鎂砂來說晶粒小了很多，抗渣性也差一點。常用來做高溫電氣的絕緣材料，也是制作高檔鎂磚、鎂碳磚等各種高檔耐火材料主要原料。其主要用途是用在耐火材料上。
高純鎂砂(高純球)
高純鎂砂是選用純度較高的菱鎂礦石，先經(jīng)過輕燒，然后磨細了壓成球、用超高溫豎窯煅燒而成，是用來生產(chǎn)鎂磚、鎂碳磚、澆筑產(chǎn)品和各種不定形耐火材料的主要原料。
適合生產(chǎn)鎂碳磚的鎂砂基本就是以上幾種，其中大結(jié)晶鎂砂的鎂含量一般在97%以上，普通電熔鎂砂的鎂含量一般在96%以上，高純鎂砂的鎂含量一般在96.5%以上，這樣含量的鎂砂才能用來生產(chǎn)鎂碳磚，鎂砂品味再降低就容易引起產(chǎn)品質(zhì)量問題，鎂砂選用的不一樣得到的產(chǎn)品質(zhì)量也有很大區(qū)別。
選用鎂砂時氧化鎂的含量只是一個因素，鎂砂的密度也是一個極其重要的因素，電熔鎂砂在生產(chǎn)工藝相同的前提條件下，理論上應(yīng)該是氧化鎂含量越高，氣孔越小，密度越高，如圖2、圖3、圖4所示。但是在經(jīng)濟利益的驅(qū)使下，有些情況并不如此，所以我們選用鎂砂的時候千萬要注意了，除了要看氧化鎂的含量，還要看鎂砂的密度，特別是對購買粒度料的廠家來說尤其重要。
燃料成本對于生產(chǎn)鎂砂來說是一項最重要的成本，無論是電熔鎂砂還是燒結(jié)鎂砂均是如此，所以現(xiàn)在很多廠家為了降低生產(chǎn)成本，大大縮減了電熔和燒結(jié)的時間，這樣來降低能耗，如此一來帶就帶來了很多負面效應(yīng)，表現(xiàn)最突出的就是原料存在欠燒，對于鎂砂來說，欠燒表現(xiàn)在鎂砂晶粒小，密度不達標，破碎后細粉多。
鎂碳磚剛出現(xiàn)的時候，國外生產(chǎn)鎂碳磚大都采用的是燒結(jié)鎂砂，但經(jīng)過研究人們發(fā)現(xiàn)鎂砂和石墨在高溫下有下列反應(yīng)：MgO(s)+C(s)=Mg(g)+CO(g)
經(jīng)研究表明從1600℃這個反應(yīng)就開始發(fā)生了，反應(yīng)速度隨著溫度升高而加快。這個過程是石墨氧化、鎂碳磚損耗的重要原因之一，鎂碳磚的損毀首先是在爐渣中的各種氧化物和環(huán)境中O2、CO2等的作用下，使工作面的石墨被氧化，形成疏松的脫碳層，然后熔融爐渣滲入疏松的脫碳層與鎂砂反應(yīng)生成低熔物使鎂碳磚強度變低從而加速損毀。鎂砂中所含的雜質(zhì)如SiO2、Fe2O3等能加速整個反應(yīng)的過程，所以我們選用鎂砂的時候希望雜質(zhì)越低越好。
電熔鎂砂與燒結(jié)鎂砂相比較，晶粒大，密度好，氣孔率低，抗渣性強，特別是大結(jié)晶鎂砂效果更好。此外氧化鎂含量越高，對應(yīng)的有害雜質(zhì)量就越低，特別是二氧化硅，二氧化硅含量越低，高溫時產(chǎn)品中生成的硅酸鹽低熔物就越少，低熔物越少，與石墨發(fā)生反應(yīng)的概率就越低，產(chǎn)品的性能會更好。晶粒越大，產(chǎn)品直接結(jié)合程度越高，晶粒邊界液相就越少，避免爐渣從晶粒邊界的液相開始侵蝕產(chǎn)品。
所以隨著鎂碳磚的發(fā)展，為了提高產(chǎn)品的性能，生產(chǎn)鎂碳磚時開始傾向于使用電熔鎂砂。但是由于電熔鎂砂密度高、氣孔率低、和結(jié)合劑的潤濕性差，而燒結(jié)鎂砂卻能彌補這個問題，所以有時候也采用電熔鎂砂和燒結(jié)鎂砂配合使用。由于近些年市場行情不好，燒結(jié)鎂砂在鎂碳磚生產(chǎn)中占據(jù)的份額越來越大。
根據(jù)鎂碳磚在鋼廠的使用結(jié)果來看，現(xiàn)場使用效果相對比較好的鎂碳磚一般都是用氧化鎂含量高、密度大、結(jié)晶顆粒大、鈣硅比高的鎂砂生產(chǎn)的。
作者：朱永政
來源：耐材百科
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