什么是含碳耐火磚？含碳耐火磚的典型制品是MgO—C、Al2O3—C、ZrO2—C質耐火磚，其中MgO—C質耐火磚是在1970年左右試驗成功，作為水冷電爐側墻磚試用，其后用于轉爐，確認效果良好，因而迅速普及。MgO—C磚的特點是：耐爐渣侵蝕和抗熱震性良好。
以前鎂鉻質及白云石質磚的缺點是吸收爐渣成分，產生結構剝落。MgO—C質磚通過加入石墨，消除了這一缺點，其特點是將反應層限定在工作面。MgO—C質磚的開發(fā)已經歷了28年。在這期間，研究了氧化鎂原料的質量及使用粒度、石墨的選擇、金屬的應用等。工作面達到新規(guī)定的溫度時，背面也有相當廣泛的溫度分布。此時，根據(jù)碳結合的形成情況，預測會在內部形成脆弱層，必須充分掌握各溫度區(qū)域的特性。
我們已經了解到，在鋼鐵生產工藝中，雖然還存在著許多氧氣分壓比較低的作業(yè)情況，但是含碳耐火磚能夠普及的理由是其具有吸收高溫下的熱變化而產生的應力，防止熔融金屬或爐渣浸潤等耐火磚所要求的基本特性的緣故。研究了這種耐火磚的結合劑酚醛樹脂、各種瀝青、金屬粉末及其高溫結合反應。另外，對于這種耐火磚，開發(fā)出防止氧化材料是必要條件。

含碳不燒磚應用

含碳不燒磚是隨著鋼鐵冶煉新技術、新工藝、新裝備的發(fā)展而產生的，是在耐火材料領域中開發(fā)研究和推廣應用活躍的領域，并且取得了豐碩的成果。含碳不燒磚的品種較多，主要有鋁炭磚、鋁鎂炭磚、鋁鋯炭磚、Al2O3-SiC-C磚、鎂炭磚、鎂鈣炭磚和鎂白云石炭磚等。該類磚在高爐、煉鋼轉爐和電爐、鋼包、澆鋼系統(tǒng)、魚雷式鐵水罐和高爐出鐵溝等熱工設備上應用，取得顯著效果。本節(jié)介紹重要的含碳不燒磚品種，配制原則、生產工藝和性能。鋁炭磚鋁炭磚屬于鋁炭質耐火材料范圍。所謂鋁炭質耐火材料就是用含氧化鋁材料和炭素材料作原料、有時摻加碳化硅、金屬硅等外加物，用樹脂等有機結合劑制成的炭結合耐火材料。其品種有鋁炭質滑板磚、鑄口磚、耐堿鋁炭磚和高爐鋁炭磚等，性能特點是抗侵蝕性強、熱震穩(wěn)定性好、強度高和熱導率高。

高爐鋁炭磚是高爐內襯更新?lián)Q代的良好材料，其性能優(yōu)于高爐內村傳統(tǒng)耐火磚，與氮化硅結合碳化硅磚的性能相似，成本降低2/3。因此，鋁炭磚問世以來，已在高爐上得到了應用，并獲得良好的使用效果。高爐鋁炭磚的品種不同，使用的原材料也有區(qū)別。耐火骨料和粉料主要用、一級礬土熟料，也可用白剛玉、椋剛玉等材料；炭素材料主要用鱗片石墨，還有中溫瀝青等；碳化硅則用或一級品，也可用致密SiC；結合劑用酚醛樹脂，其固含量≥75%，游離酚≤6%，殘?zhí)剂俊?3%，含水率≤2%，密度1.1g/cm3左右。該磚用的耐火骨料臨界粒徑為8mm，其通用配合比：粗骨料40%~60%、細骨料5%~20%、鱗片石墨8%~15%、SiC4%~10%、耐火粉料15%~25%和結合劑4%~6%。
另外，根據(jù)需要摻加超微粉、抗堿劑和膨脹劑等外加物。鋁炭磚的生產工藝流程。其技術措施是耐火骨料多級級配，外加物或固體結合劑與耐火粉料制成預混合粉，同時摻加適量的外加劑?；炝蠒r，先加顆粒料和結合劑，待顆粒料完全被結合劑包裹后，再加各種粉料，混練15-20min；拌和料在300t壓磚機上成型，加壓次數(shù)不少于10次。壓磚機噸位越大，加壓次數(shù)越少，但不得少于5次、同時，操作應先輕后重，便于排氣和減少裂紋。成型后的半成品，檢驗外觀、尺寸和質量等。檢驗合格的半成品，裝入倒焰窯中焙燒固化，直接或間接加熱均可。焙燒固化溫度依結合劑的品種而定，一般為200-250℃，焙燒時間一般為20-50h。其中，在50-60℃時樹脂開始軟化，在100-110℃時樹脂中的溶劑排除，因此應適當保溫。達到固化溫度時，為了使反應進行完全并形成炭結合，也應適當保溫。當然，炭結合的終形成，是在較高溫度下進行的。出窯后的制品，應堆放在庫房內，也可暫時露天貯放。
鋁炭磚熱處理后的性能較好，耐壓強度一般為35~45MPa；熱面溫度為900℃時，熱導率一般約為10W/（m·K）；抗堿性試驗后磚的耐壓強度25~50MPa，透氣度也很小。透氣度為零稱為致密型鋁炭磚。致密型鋁炭磚具有優(yōu)良的抗堿性能，經過抗堿試驗后，強度不但不降低，反而提高了；鋁炭磚進行抗渣性試驗時，當減重為21%時，仍顯示出優(yōu)良的性能。鐵水熔蝕指數(shù)，鋁炭轉為≤2.85%，而炭塊一般為25%左右。致密型鋁炭磚與氮化硅結合SiC磚相比，在相同抗渣試驗條件下，前者失重率約為0.7%，棱角完整有斜裂紋，后者失重率為0.9%左右，棱角完整有斜裂紋。這就是說，鋁炭磚也具有優(yōu)良的抗渣性能。鋁炭磚使用后的殘磚，一般來說失去結合劑而喪失強度，呈粉狀。如鋁炭磚經埋炭燒成后，則無此現(xiàn)象，故燒成鋁炭磚應運而生，但某些性能稍遜于不燒鋁炭磚。