爐渣對(duì)耐火材料的侵蝕和MgO-C氧化還原反應(yīng)，是從晶界和位于晶界的外來(lái)物質(zhì)開(kāi)始的。采用高純、大結(jié)晶鎂砂有助于提高鎂碳磚的抗侵蝕性和抗氧化性。在高溫下，MgO+C –Mg+CO反應(yīng)使磚的氣孔率增加強(qiáng)度下降，使用壽命降低。Mg(g)向表面遷移中，在耐火材料—渣界面附近形成Mg0致密層。致密層對(duì)提高抗渣性和抗氧化性有利，除溫度外，它主要受鎂砂純度和晶粒尺寸的影響。鎂砂中Fe2 03、B2 03、Si02等雜質(zhì)增大MgO-C反應(yīng)速度，熱面的距離。這是因?yàn)镾ioz更易與C反應(yīng)揮發(fā)或形成的熔體中Mg0也更易揮發(fā)，高CaO/Si02比的鎂砂不易揮發(fā)。所以鎂砂原料化學(xué)成分趨向選擇高純、低Si02，B2 03和高Ca0/Si02比。在成分類(lèi)同下，大晶粒、高密度的電熔鎂砂優(yōu)于燒結(jié)鎂砂。因此，也開(kāi)始生產(chǎn)大晶粒燒結(jié)鎂砂，平均晶粒大于isoPm。奧地利Radex公司，晶粒尺寸160y.rn的大結(jié)晶燒結(jié)鎂砂和乎均粗徑80.u.m的普通死燒鎂砂制成含Clo%用樹(shù)脂結(jié)合的鎂碳磚做抗侵蝕對(duì)比試驗(yàn)，其結(jié)果是大結(jié)晶鎂碳磚的侵蝕指數(shù)要比后者低23%。

(2)高純石墨的作用

利用高純石墨制磚也受到重視，石墨的種類(lèi)、粒度分布對(duì)磚碳化后氣孔率在氧化和還原氣氛中的高溫強(qiáng)度和MgO-C反應(yīng)均有影響。鱗片石墨中灰分95%左右是由Fez 03、AI2 03、Sioz、Naz 0等氧化物組成，其中Si02又占很高的比例。Si02與C在高溫下存在如下反應(yīng)：Si02 +C-Si0(g)十CO(g)該反應(yīng)開(kāi)始于1160℃，其他灰分組成如Fe2 03等也會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)，導(dǎo)致磚的結(jié)構(gòu)疏松。而這些雜質(zhì)氧化物在高溫下與鎂砂反應(yīng)形成低熔物，必將影響磚的高溫強(qiáng)度。

(3)添加劑的行為

金屬添加物如Al, Si, Mg或其混合物、合金，由于比石墨易與氧反應(yīng)，因而起著防止石墨氧化的作用，所形成的碳化物能棋高磚的力學(xué)性能。對(duì)添加兩種金屬粉末如Al-Si，Mg-Al有利于拓寬防氧化的溫度區(qū)間，減小金屬粉的粒度，可以使結(jié)構(gòu)致密、氧化少、強(qiáng)度高，促進(jìn)石墨發(fā)育口加入量>3%則有顯著效果，是提高M(jìn)gO-C磚抗氧化性的有力措施。但通過(guò)深入研究表明，添加物也有副作用。如Al粉最終產(chǎn)物Al2 03和鎂砂中的硅酸鹽雜質(zhì)在1400℃開(kāi)始形成熔體。若Si02含量為2%時(shí)，使1540℃高溫強(qiáng)度降低50 16，對(duì)使用壽命會(huì)有不利影響。Al2 03在低溫下易水化，在停爐時(shí)導(dǎo)致裂紋形成。添加物使磚的線膨脹系數(shù)增大，有可能使磚內(nèi)砌體中產(chǎn)生過(guò)高的應(yīng)力。對(duì)非氧化物添加劑的研究增多，主要是硼化物、碳化物、氮化物有很高的親氧性，面它們的氧化物能在磚的表面形成液相保護(hù)層。各種添加物都是利用與CO(g)反應(yīng)引起C凝縮及伴隨氧化物生成的體積膨脹和最終形成表面氧化物保護(hù)層或形成低共熔物起著阻止或延緩進(jìn)一步氧化的作用。

(4)真空油浸

在高溫下，鎂碳磚內(nèi)co逸出導(dǎo)致碳素?fù)p耗。碳化后顯氣孔率增加會(huì)影響其使用壽命。對(duì)磚進(jìn)行油浸處理后可封閉氣孔，減少碳化后的氣孔率，提高抗侵蝕性也是提高鎂碳磚質(zhì)量的途徑。鎂碳磚經(jīng)真空油浸后，用于電爐壁高溫區(qū)、渣線、熱點(diǎn)部位，它不僅提高磚的使用性能，而且避免采用金屬添加物所帶來(lái)的潛在危害。

(5)結(jié)合荊

酚醛樹(shù)脂結(jié)合劑，一直追求熱解后具有高殘?zhí)?，較高的殘?zhí)剂繛?0%-60%，達(dá)到7056的不多。硬化后的高聚合樹(shù)脂均勻性好，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)缺陷少，強(qiáng)度高，環(huán)境污染少。瀝青結(jié)合劑能較好的石墨化和具有較高的抗氧化穩(wěn)定性。但結(jié)合炭素內(nèi)部易產(chǎn)生裂隙。

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