2024年09月23日 08:09耐火材料网zr
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在现代炼钢过程中,镁碳耐火材料在二次炼钢钢包和转炉等关键领域发挥着重要作用。石墨形式的碳是镁碳砖抗渣性、抗热震性、高温强度等的关键成分。镁碳砖有石墨烯、碳纳米管、纳米碳炭黑等多种纳米碳源。由于与石墨的结构相似,纳米级石墨烯具有更多的优势。塔塔钢铁公司开发一种石墨烯(TSG),将其作为一种碳纳米粉添加到镁碳砖中,开发出一种高性能钢包渣线镁碳砖。
新开发石墨烯的特点:外观为鳞片状,层数≤15;体积密度0.04~0.06 g·cm-3;元素组成(w):C 91%~95%、O 3%~5%、S 0.1%~0.4%和H ≤1.5%。利用该石墨烯制备新型镁碳砖,其理化性能指标与常规镁碳砖对比如表1所示。常规镁碳砖与添加石墨烯的新型镁碳砖化学组成基本相似,体积密度相似,但是添加石墨烯的镁碳砖高温抗折强度更大,抗侵蚀性更好。将新开发的镁碳砖在炼钢车间钢包渣线上进行了试验。结果发现,对于铝镇静钢包渣的侵蚀,添加石墨烯的新型镁碳砖比常规镁碳砖的蚀损率更低。
表1 新型镁碳砖与常规镁碳的理化指标对比
|
常规镁碳砖 |
新型镁碳砖(添加石墨烯) |
|
化学组成(w)/% |
C |
3.70 |
3.65 |
MgO |
91.64 |
91.05 |
|
CaO |
1.46 |
1.20 |
|
Fe2O3 |
1.01 |
2.09 |
|
SiO2 |
1.51 |
1.25 |
|
显气孔率 |
固化后 |
3.12 |
2.26 |
1 000 ℃×2 h |
8.18 |
17.35 |
|
体积密度 |
固化后 |
3.03 |
3.04 |
1 000 ℃×2 h |
2.97 |
3.00 |
|
耐压强度 |
固化后 |
43.3 |
45.6 |
1 000 ℃×2 h |
34.5 |
36.4 |
|
高温抗折强度 |
1400 ℃×0.5h |
6.8 |
8.3 |