鎂碳磚在轉(zhuǎn)爐上的應(yīng)用，轉(zhuǎn)爐用鎂碳磚是70年代由日本九洲耐火材料公司渡邊明等開(kāi)發(fā)研制成功的一種新型耐火材料。由于該種含碳耐火制品具有耐火度高、抗渣侵性能好、耐熱振性強(qiáng)及高溫蠕變小等優(yōu)點(diǎn)，在電爐、轉(zhuǎn)爐及精煉爐上廣泛得到應(yīng)用，使用壽命大幅度提高。同時(shí)，由于鎂碳磚不需高溫?zé)?，?jié)省能源，制作工藝簡(jiǎn)單，因而被日本乃至全世界許多國(guó)家迅速推廣應(yīng)用。我國(guó)自80年代初開(kāi)始研制鎂碳磚，經(jīng)電爐和精煉爐小批量使用后，收到較好的使用效果。隨后，鞍鋼三煉鋼、武鋼二煉鋼及首鋼等鋼鐵廠陸續(xù)在大、中型轉(zhuǎn)爐上試驗(yàn)鎂碳磚，轉(zhuǎn)爐爐齡均大幅度提高。其中鞍鋼三煉鋼在轉(zhuǎn)爐上采用鎂碳磚后，僅用一年時(shí)間就超額完成了“七·五”轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)千次的攻關(guān)目標(biāo)。本鋼煉鋼廠是于90年代開(kāi)始在120t轉(zhuǎn)爐上應(yīng)用鎂碳磚的，初次試驗(yàn)就將轉(zhuǎn)爐爐齡由700次提高到1000次以上。在這以后隨著鎂碳磚的檔次不斷提高，轉(zhuǎn)爐爐齡也有較大幅度的增加。到2003年，本鋼轉(zhuǎn)爐爐齡已突破萬(wàn)次，接近國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，為降低煉鋼成本奠定了基礎(chǔ)。1、鎂碳磚的研制與生產(chǎn)1.1原材料的選用，研究與實(shí)踐表明，原材料的質(zhì)量性能對(duì)鎂碳磚使用效果有較大影響。因此，必須嚴(yán)格選用各種原材料。1.1.1鎂砂的選擇，鎂砂是生產(chǎn)鎂碳磚的主要原料。要確保鎂碳磚的質(zhì)量要求，應(yīng)選用低雜質(zhì)、高純度、經(jīng)過(guò)電爐重熔且結(jié)晶發(fā)育完好的鎂砂。中間包干式料

轉(zhuǎn)爐用鎂碳磚在使用過(guò)程中鎂砂顆粒的蝕損過(guò)程大致為:①方鎂石顆粒與石墨在或高溫真空下產(chǎn)生固相反應(yīng)如下:MgO+C→Mg↑+CO↑生成的蒸汽和CO揮發(fā);②方鎂石顆粒被熔渣化學(xué)熔損，包括外來(lái)爐渣及鎂砂雜質(zhì)中的各類(lèi)氧化物的熔損;③鎂碳磚工作層基質(zhì)氧化脫碳后，其結(jié)合強(qiáng)度降低.在爐渣的滲透及沖刷下，方鎂石顆粒脫離磚體被沖裹進(jìn)爐渣內(nèi)。在充分考慮上述因素后，使用的鎂碳磚選用了方鎂石結(jié)晶晶粒大、結(jié)合力強(qiáng)、雜質(zhì)少的高氧化鎂含量的鎂砂作為主要原料，這種鎂砂不僅能降低方鎂石晶體被硅酸鹽相分割程度，減少熔渣對(duì)晶界的侵蝕速度，還可以提高鎂砂與石墨高溫共存時(shí)的穩(wěn)定性。此外，由于其體積密度大、結(jié)合力強(qiáng)，在鎂砂加工過(guò)程中可得到邊界棱角鮮明的顆粒，加強(qiáng)與基質(zhì)的鑲嵌結(jié)合，提高鎂砂顆粒在鎂碳磚中的穩(wěn)定性。電熔鎂砂與燒結(jié)鎂砂相比具有方鎂石結(jié)晶粒粗大、顆粒體積密度大等優(yōu)點(diǎn)，是使用的鎂碳磚中主要選用的原材料。考慮到使用效果與成本，使用的異型鎂碳磚按不同比例選用各種級(jí)別的電熔鎂砂。

鎂砂的顆粒配比對(duì)轉(zhuǎn)爐用鎂碳磚的使用效果影響也比較大。粗顆粒作為骨料在配料中占有較大比例，而臨界尺寸的確定對(duì)磚的物理性能更有重要的影響。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，使用的鎂碳磚選用了合適的粗顆粒臨界粒度與比例。鎂碳磚的基質(zhì)部分由鎂砂細(xì)粉和石墨組成，其品位對(duì)磚的使用性能有較大影響。經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，選用了滿足本鋼條件下使用的鎂碳磚的基質(zhì)組成部分。1.1.2 碳素材料的選擇及加入方式。碳素材料也是生產(chǎn)鎂碳磚的主要原料。其種類(lèi)很多，本鋼使用的鎂碳磚選用天然鱗片狀石墨。天然鱗片石墨的熔點(diǎn)高達(dá)3700℃，它具有典型的片層狀結(jié)構(gòu)、高的導(dǎo)熱率和低膨脹系數(shù)及彈性模量，是生產(chǎn)鎂碳磚理想的碳素材料。石墨的純度越高、鱗片越厚大，抗氧化性能就越好.高溫失重也就越小，但同時(shí)價(jià)格也就越高。因此，本鋼使用的鎂碳磚在選擇石墨時(shí)將使用效果與成本綜合進(jìn)行考慮。 1.1.3結(jié)合劑的選用，結(jié)合劑是生產(chǎn)鎂碳磚的關(guān)鍵材料應(yīng)具備以下條件:

①常溫下能保持適當(dāng)?shù)恼扯群土鲃?dòng)性，對(duì)鎂砂和石墨有良好的潤(rùn)濕性和親和性，不產(chǎn)生時(shí)效硬化;     

②在熱處理過(guò)程中能進(jìn)一步聚合，使制品有較高的強(qiáng)度;  

③在升溫過(guò)程中應(yīng)有較高的殘?zhí)夹?，并與其它碳素材料聚合，使制品有良好的高溫性能;     

④性能穩(wěn)定可靠。

根據(jù)上述要求，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐，選用了熱塑性酚醛樹(shù)脂結(jié)合劑作為生產(chǎn)鎂碳磚的結(jié)合劑。1.1.4 金屬添加物的選用，鎂碳磚的氧化脫碳是導(dǎo)致其蝕損的重要原因。鎂碳磚脫碳后，造成了基質(zhì)疏松、結(jié)合強(qiáng)度降低，被爐渣滲透熔損，鎂砂骨料脫落。向鎂碳磚中添加一些與氧的親和力大于碳的金屬粉末，可大大提高鎂碳磚的抗氧化能力及高溫強(qiáng)度。但由于各種金屬添加物的價(jià)格較高，在選用時(shí)需兼顧成本和使用效果。