镁碳耐火砖的原料选取原则

　　生产镁碳耐火砖所需的主要原料有镁砂、石墨、结合剂和添加剂，这些原料的质量直接影响着镁碳耐火砖的性能和使用效果。

　　1、镁砂

镁砂是生产镁碳耐火砖的主要原料，镁砂质量的优劣对镁碳耐火砖的性能有着极为重要的影响，如何合理地选择镁砂是生产镁碳耐火砖的关键之一。

　　镁砂有电熔镁砂和烧结镁砂，它们具有不同的特点。生产镁碳耐火砖用的镁砂质量应着重考虑下列内容。

　　（1）MgO含量(纯度)；

（2）杂质的种类与含量；

（3）镁砂的体积密度、气孔率以及方镁石晶粒尺寸等。

　　镁砂的纯度对镁碳砖的抗渣性能有着重大的影响。MgO含量越高，杂质相对越少，硅酸盐相分割程度降低，方镁石直接结合程度提高，抗高温溶渣的渗透及熔损能力提高。

　　镁砂中的杂质主要有CaO、SiO2、Fe2O3、B2O3等，天然镁砂中B2O3含量极低，镁砂中如果杂质含量高，特别是B2O3的化合物，将对镁砂的耐火度及高温性能产生不利影响。

　　镁砂中的杂质主要有以下几个方面的不利影响。

　　（1）降低方镁石的直接结合程度；

（2）高温下与MgO形成低熔物；

（3）Fe2O3、SiO2等杂质在1500～1800℃时，先于MgO与C反应，留下气孔使镁碳质耐火材料的抗渣性变差。

　　镁碳耐火砖在使用过程中，镁砂熔损的重要过程之一是熔渣通过气孔与方镁石晶界渗入，从而促进MgO与熔渣的反应。当熔渣和SiO2、CaO等杂质反应之后，方镁石晶体不断剥落进入熔渣中。体积密度高的镁砂可以减少熔渣的侵入，从而提高镁碳耐火砖的耐蚀能力。所以生产镁碳耐火砖的镁砂一般要求体积密度不小于3.34g／cm3，最好大于3.45 g／cm3。同时，如果方镁石晶粒愈大，则晶粒间直接结合程度愈高、晶界愈少、晶界面积越小，因而熔渣向晶界处渗透越难。一般情况下，电熔镁砂的抗侵蚀性比烧结镁砂好。原因就在于电熔镁砂的晶粒尺寸大、晶粒问的直接结合程度比烧结镁砂要高。

　　因此，要生产高质量的镁碳耐火砖，须选择高纯、高体积密度镁砂。例如，不小于97％，CaO／SiO2>2，杂质含量低，体积密度不小于3.34 g／em3，结晶发育良好，气孑率不大于3％，且最好小于1％。但在实际生产中，由于镁碳耐火砖使用的部位不同，对它性能的要求也不同。因此，根据实际情况选择质量相当的镁砂，符合降低成本、减少优质资源消耗、有利于可持续发展的原则。

2、石墨

制备镁碳耐火砖用的炭素材料主要为鳞片石墨。

　　鳞片石墨按固定碳含量不同分为四类：高纯石墨、高碳石墨、中碳石墨和低碳石墨。

　　石墨的主要特性如固定碳(fix carbon)含量、粒度、灰分组成(ash)及其含量，颗粒形状、挥发分(volatile content)及水分等质量指标影响镁碳耐火砖的性能和使用效果。

　　固定碳是指石墨中除去挥发分、灰分以外的组成部分，挥发分是易挥发的有机及无机物。石墨的固定碳含量越高，则灰分及挥发分越少，制备出来的镁碳耐火砖在高温下使用过程中组织结构越好，制品的高温抗折强度越大。

　　用不同纯度的石墨作为炭素原料生产出的镁碳耐火砖，在结构上存在着明显的差异。用低纯石墨生产的镁碳耐火砖，经高温处理后，由于石墨伴生矿物熔化成玻璃相并与镁砂或碳反应，产生内部结构缺陷，从而使制品的结构局部劣化，高温强度降低。随石墨纯度的提高，高温抗折强度提高。

　　石墨越纯，生产出的镁碳耐火砖耐侵蚀性越好。

　　石墨中的挥发分在镁碳耐火砖热处理过程中会产生较多的挥发物，使制品的气孔率变大，因此对制品的使用性能不利。

　　石墨的粒度影响制品的抗热震性和抗氧化性能。对于鳞片石墨，鳞片越大，则制品的耐剥落性和抗氧化性越好。这是因为大鳞片石墨具有高的热导率和小的比表面积。生产—C质耐火材料用的鳞片石墨一般要求其粒度大于0.125 mm；鳞片石墨的厚度对制品的性能也有影响。一般要求厚度不大于0.02mm，最好不大于0.01mm。鳞片石墨的厚度越小，其端部表面发生氧化的有效面积越小，所以制品的抗氧化性能越好，这是因为鳞片石墨边缘的氧化速度比其表面要快4～100倍之故。

　　近年来，由于低碳镁碳砖的开发，碳含量减少，为保证石墨在制品中的均匀分布，粒度有减小的趋势。

　　灰分是石墨经氧化处理后的残留物。一般情况下，鳞片石墨的灰分主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3，这三种成分约占灰分的82.9％～88.6％，其中SiO2在灰分中占33％～59％之多。石墨中灰分越多，镁碳耐火砖的抗渣性能越低。此外，杂质对于石墨的抗氧化性也有一定的影响。其作用可以分为两个方面。一方面是某些夹杂氧化物对于石墨的氧化有催化作用；另一方面，石墨的灰分对镁碳耐火砖氧化后所形成的脱碳层的厚度等有影响，从而影响其抗氧化性。但并非纯度越高的石墨制得的镁碳耐火砖抗氧化性越好。

　　制备不同的镁碳耐火砖需选用不同品质的石墨。可按照标准(如GB／T3518-95)选用。