【中國(guó)耐火材料網(wǎng)】
在現(xiàn)代煉鋼過程中，鎂碳耐火材料在二次煉鋼鋼包和轉(zhuǎn)爐等關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。石墨形式的碳是鎂碳磚抗渣性、抗熱震性、高溫強(qiáng)度等的關(guān)鍵成分。鎂碳磚有石墨烯、碳納米管、納米碳炭黑等多種納米碳源。由于與石墨的結(jié)構(gòu)相似，納米級(jí)石墨烯具有更多的優(yōu)勢(shì)。塔塔鋼鐵公司開發(fā)一種石墨烯（TSG），將其作為一種碳納米粉添加到鎂碳磚中，開發(fā)出一種高性能鋼包渣線鎂碳磚。
新開發(fā)石墨烯的特點(diǎn)：外觀為鱗片狀，層數(shù)≤15；體積密度0.04～0.06 g·cm-3；元素組成（w）：C 91%～95%、O 3%～5%、S 0.1%～0.4%和H ≤1.5%。利用該石墨烯制備新型鎂碳磚，其理化性能指標(biāo)與常規(guī)鎂碳磚對(duì)比如表1所示。常規(guī)鎂碳磚與添加石墨烯的新型鎂碳磚化學(xué)組成基本相似，體積密度相似，但是添加石墨烯的鎂碳磚高溫抗折強(qiáng)度更大，抗侵蝕性更好。將新開發(fā)的鎂碳磚在煉鋼車間鋼包渣線上進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于鋁鎮(zhèn)靜鋼包渣的侵蝕，添加石墨烯的新型鎂碳磚比常規(guī)鎂碳磚的蝕損率更低。
表1 新型鎂碳磚與常規(guī)鎂碳的理化指標(biāo)對(duì)比
|
|
常規(guī)鎂碳磚
|
新型鎂碳磚（添加石墨烯）
|
|
化學(xué)組成（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
|
|
顯氣孔率
|
固化后
|
3.12
|
2.26
|
|
1 000 ℃×2 h
|
8.18
|
17.35
|
|
體積密度
|
固化后
|
3.03
|
3.04
|
|
1 000 ℃×2 h
|
2.97
|
3.00
|
|
耐壓強(qiáng)度
|
固化后
|
43.3
|
45.6
|
|
1 000 ℃×2 h
|
34.5
|
36.4
|
|
高溫抗折強(qiáng)度
|
1400 ℃×0.5h
|
6.8
|
8.3
|