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镁碳砖是由氧化镁和碳素（主要为鳞片石墨）材料为主要原料，添加各种非氧化物添加剂,用酚醛树脂或沥青等有机结合剂结合而成的不烧含炭耐火材料。镁炭砖主要用于转炉、交流电弧炉、直流电弧炉的内衬，钢包的渣线等部位

1 镁炭砖的原料

生产镁炭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 镁炭砖的性能和使用效果。

1.1 镁砂

镁砂有电熔镁砂和烧结镁砂,它们具有不同的特点。

 --电熔镁砂晶粒大（>80μm），晶界、杂质和硅酸盐相少，晶粒直接结合程度高。

 --烧结镁砂晶粒细小（0~60μm）,杂质与硅酸盐相相对较多,直接结合程度较差。

 --生产镁炭砖用的镁砂原料，应着重考虑MgO含量（纯度）、杂质的种类与含量、镁砂的体积密度、气孔孔径、气孔形状以及方镁石晶粒尺寸等。

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1.1.1 镁砂化学成分

 --镁砂的纯度影响着镁炭砖的抗渣性能。镁砂中MgO含量越高，则杂质越少，硅酸盐相分 割程度越低，方镁石直接结合程度越高，抗熔渣的渗透及熔损能力越高。

 --镁砂中的杂质主要有CaO、SiO2、Fe2O3. B2O3等，天然镁砂中B2O3含量极低，镁砂中的 CaO/SiO2比和B2O3含量,对镁砂的耐火度及其高温性能极其不利。

国家磨料磨具质量检验检测中心专业检测镁砂的化学成分、纯度、杂质等指标，欢迎咨询。

1.1.2 镁砂的密度

 --镁砂的体积密度越高，封闭气孔越少，则镁砂向熔渣中溶解的溶解度越小，用其制得的镁炭砖的抗渣熔损性能越好。

 --生产镁炭砖的镁砂一般要求其体积密度不小于3. 34g/cm3，最好大于3. 45 g/cm3。

国家磨料磨具质量检验检测中心专业检测镁砂的体积密度指标，欢迎咨询。

1.1.3 选择

 --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、晶粒间的直接结合程度比烧结镁砂要高

 --要生产高质量的镁炭砖，必须选择高 纯镁砂（MgO>97%） , CaO/SiO2≥2，杂质含量低，体积密度不小于3. 34g/cm3，结晶发育良好，气孔率≤3%,最好小于1%。

1.2 石墨

石墨在镁炭砖中的含量一般为10% ~ 20%,其主要的特性如固定碳含量、粒度、灰分 组成，挥发分等指标影响镁炭砖的件能和寿命 。

1.2.2 石墨中固定碳含量

国家磨料磨具质量检验检测中心专业检测各类石墨的固定碳含量、灰分、挥发份含量，欢迎咨询。

1.2.3 粒度

石墨的粒度影响着镁炭砖的热震稳定性和抗氧化性能。对于鳞片石墨，若鳞片越大，则用 其制得的镁炭砖的耐剥落性和抗氧化性越好。同时大鳞片石墨具有高的导热系数和小的比表面积。镁炭砖用的鳞片石墨一般要求其粒度 >0. 125mm。

 -- 一般要求厚度≤0. 02mm,最好≤0.01mm。鳞片石墨的厚度越薄，其端部表面发生氧化的有效面积越小，镁炭制品的抗氧化性能越好。

1.2.3 挥发份与灰分

石墨中的挥发分在镁炭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。

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，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，镁炭砖的抗渣性能越低。

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1.3 结合剂

生产镁炭砖对结合剂的要求：

由于石墨与液体(结合剂)的湿润角(接触 角)大，其表面很难被液体润湿，因此制备镁炭 砖时对结合剂的要求与生产一般耐火材料不同。

1.3.1 生产镁炭砖时对结合剂的要求为：

 -- 在室温下具有一定的黏度和流动性，并对镁砂和石墨均有良好的湿润性；

 -- 结合剂在热处理过程中能进一步缩合，使制品有较高的强度；

 -- 在热处理过程中结合剂不使制品产生 过大的膨胀与收缩，以避免制品开裂；

 -- F.C含量要高，同时焦化处理后的碳素 聚合体有良好的高温强度。

1.3.2 生产镁炭砖结合剂的种类

 -- 酚醛树脂

 -- 煤沥青

 -- 残碳率较高的煤焦油、蔥油、洗油、特殊碳质树脂、多元醇、沥青变性酚醛树脂等

1.4 抗氧化剂

如何抑制碳的氧 化是生产和使用镁炭砖的关键。

目前主要通过添加抗氧化剂的措施来提高镁炭砖的抗氧化能力。

在镁炭砖生产过程中常用的抗氧化剂有金属铝粉、硅粉、铝镁合金粉等，另外还有B4C. CaB6等

2 镁炭砖的性能及指标

2.1  镁炭砖性能

镁炭砖有效地利用了镁砂的抗碱性渣能力强，炭素材料的高导热低膨胀特性，补偿了镁质耐火材料耐剥落性和抗渗透性差的最大缺点，镁炭砖具有如下突出的性能：

 -- 优良的高温性能

 -- 抗渣能力强

 -- 抗热震稳定性好

 -- 高温蠕变低

2.2 标砖 GB/T 22589-2017 镁碳砖

 -- 该标准规定了镁碳砖的分类和牌号、技术要求、试验方法、质量评定程序、包装、标志、运输、储存及质量证明书等内容，是镁碳砖生产和使用的技术依据。

 -- 根据该标准，镁碳砖按碳含量分为7类，按理化指标分为26个牌号，牌号中M、T为镁、碳汉语拼音首字母，其后的数字表示碳的质量分数，A、B、C、D则是同类的不同级别。例如，MT-10A表示碳含量为10%的A级镁碳砖。该标准还修订了镁碳砖的体积密度技术指标，并增加了5个新牌号。

 -- 该标准的发布和实施对于提高我国镁碳砖的质量水平，促进耐火材料行业的发展，满足钢铁工业对高性能耐火材料的需求，具有重要的意义。

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