石墨粘土耐火材料

石墨粘土耐火材料是以石墨為原料，以粘土作結(jié)合劑制得的耐火材料。

性能：良好的導(dǎo)熱性，耐高溫、不與金屬熔體作用，熱膨脹小。

制品：坩堝、蒸餾罐、塞頭磚、水口磚及盛鋼桶襯磚。

生產(chǎn)特點：仔細混練，長時間困料，比較緩和的干燥制度，1000～1150 ℃燒成。

原料    

 晶質(zhì)石墨和土狀石墨（各向異性，氧化性）；粘土熟料，蠟石熟料，硅石熟料；粘土結(jié)合劑。

生產(chǎn)工藝    

配料：粘土30～40%，石墨35～50%，熟料或硅石10～30%；石墨多金屬中增碳，石墨少會降低傳熱性。困料15～20天，鱗片排列方向影響使用性能。

石墨具有良好的導(dǎo)熱性，耐高溫，不與金屬熔體作用，熱膨脹小。這類耐火磚有石墨粘土坩堝、蒸餾罐、鑄鋼用塞頭磚、水口磚及盛鋼桶襯磚等。其中生產(chǎn)多應(yīng)用廣的是煉鋼和熔煉有色金屬石墨粘土坩堝。石墨粘土坩堝的生產(chǎn)工藝與粘土磚生產(chǎn)工藝相似。但其坯料需要仔細地混練，長時間困料，比較緩和的干燥制度和燒成溫度不同。一、原料天然石墨按其產(chǎn)出狀態(tài)可分為晶質(zhì)石墨和土狀石墨兩類。工業(yè)上把石墨晶體直徑大于1μrn的鱗片狀和塊狀石墨稱為晶質(zhì)石墨，晶體直徑小于1μrn在顯微鏡下也難辨認出結(jié)晶形狀的稱為土狀石墨又稱隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)石墨。石墨在常壓下不能熔融，而在約3000℃升華。它是強度隨著溫度升高而增大的少數(shù)材料之一，到2400—2500℃石墨的強度明顯增大。在2100℃以下不產(chǎn)生塑性流動，只是在2300℃以上在0.69MPa荷重下才開始顯示少許塑性流動。石墨的熱導(dǎo)率很大，并且有明顯的各向異性，在平行于層面方向上的熱導(dǎo)率約為垂直于層面方向的熱導(dǎo)率的三倍。熱膨脹性也是如此。石墨在氧化氣氛和高溫下易氧化燃燒掉，因此其抗氧化能力是人們十分關(guān)注的問題。

石墨的氧化速度與其晶體結(jié)構(gòu)，粒度和灰分含量有關(guān)。鱗片狀石墨具有較強的抗氧化能力，灰分含量少的較易氧化。石墨的質(zhì)量通常以固定碳、揮發(fā)分、灰分的含量百分率和粒度等指標衡量?；曳趾窟^多會沾污金屬，降低耐火磚的耐火度，專熱性，化學(xué)穩(wěn)定性等性盡。石墨的鱗片大能增加坯料的塑性，促使坯體更加緊密而且不易燃燒。因此作為耐火材料用的石墨，以鱗片結(jié)晶大和灰分含量少為。結(jié)合粘土和熟料的要求與其它耐火磚類似。熟料在使用前要粉碎至2mm或更細些為宜。過大的熟料顆粒會破壞石墨的鱗片狀排列。生產(chǎn)中采用的熟料有粘土熟料，蠟石熟料或硅石熟料。二、生產(chǎn)工藝依粘土性質(zhì)，石墨特性和坩堝用途不同，石墨粘土磚配料各成分的含量可以在以下范圍內(nèi)變動：粘土30—40％，石墨35—50％，熟料或硅石10—30％。制造煉鋼用均堝，泥料中含石墨好在40—50%。若石墨數(shù)量過多，則會使鋼中增碳，減少石墨含量，則會降低坩堝壁的傳熱性，從而延長冶煉時間。坯料的加工處理是石墨粘土均堝生產(chǎn)的關(guān)鍵問題之一。鱗片狀石墨具有滑動性，很難與別的顆?；旌稀ｍ氉屑毜剡M行干混合后，再加水濕混合。按成型方法不同，加水量不同，可塑泥料的水分為17—18％，半干坯料為9—10％?？伤芘髁虾糜谜婵諗D泥機進行，處理，這樣可減少耐火磚的斷面裂紋和使坯料更加致密?？伤芘髁峡偦旌蠒r間約為30—40min：半干坯料約為40~460min?；旌玫呐髁显诶Я鲜抑欣е?5—20天。坯料經(jīng)困置后，再經(jīng)擠泥機擠成泥段，送往成型供使用。半干成型坯料亦需經(jīng)再混合后使用。

大型石墨粘土坩堝多采用可塑法手工成型，小型坩堝可采用半干法機壓成型或等靜壓法成型。在成型過程中，由于鱗片狀石墨晶體的各向異性，它在坯料中的排列狀態(tài)對耐火磚的性質(zhì)有顯著影響。若采用使鱗片狀石墨與坩堝側(cè)壁表面成垂直排列的成型方法，則耐火磚的熱導(dǎo)率增加。反之如采用與側(cè)壁表面成平行排列的成型方法，則會制得抗渣性強，荷重軟化點高，耐熱沖擊和熱導(dǎo)率較前者小的耐火磚。成型后經(jīng)修坯送往干燥。由于石墨粘土坩堝的坯體在干燥時體積收縮較大(尤其是可塑法成型的)，干燥須十分小心緩慢地進行。石墨粘土坩堝通常在倒焰窯內(nèi)燒成。為了防止石墨在高溫下氧化，須將坯體裝在填滿炭粒的匣缽中煅燒，或在坩堝表面涂一層由長石(或硼砂)、石英巖、粘土等配成的釉料，則坩堝可直接裝窯燒成。但窯內(nèi)氣氛仍不能是強氧化性的。400—500℃以前為粘土脫水階段，升溫速度緩慢，以后可快速升溫。燒成溫度為1000—1150℃。在生產(chǎn)中，燒成經(jīng)驗是“小火穩(wěn)，中火快，大火要燒還原焰。。出窯后的成品為防止吸水，在耐火磚表面上應(yīng)均勻涂抹一層防潮劑(瀝青防潮漆)，便于保存。石墨粘土坩堝耐火磚要求具有一定的機械強度，能承受金屬的荷重，便于熔鑄操作，還應(yīng)有良好的熱導(dǎo)性，熱震穩(wěn)定性和抗渣性。采用瀝青、焦油代替結(jié)合粘土，碳化硅代替熟料，制得碳結(jié)合的石墨坩堝，這在國外也逐漸得到大量應(yīng)用。

2020年將是耐火材料行業(yè)的困難年份。市場需求端的變化、原料和制品價格的下行、市場和國外市場的共振反應(yīng)，是耐火材料全行業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)。千方百計地維護市場穩(wěn)定，是耐火材料行業(yè)共同的愿望。一方面，協(xié)會呼吁會員企業(yè)，要對市場形勢保持清醒認識，控制好現(xiàn)金流，按需組織生產(chǎn)，加強行業(yè)自律，形成維護市場穩(wěn)定的合力；另一方面，協(xié)會將與全體會員企業(yè)一道，加強與上下游行業(yè)溝通，秉持互利共贏、相互支持的理念，加強產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，共同維護公平、公正、穩(wěn)定的耐火原料市場和耐火制品產(chǎn)品市場秩序，共克時艱，為耐火材料行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展共同努力。

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