【中国耐火材料网】
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
|