炭砖的生产工艺

炭砖现在已广泛用在高炉中，这多半是因它能有效地避免炉衬的烧穿。像以前制造的方法一样，由焦炭加焦油制成。在更近的年代里，因为要求有更高的导热性，在配合料中加入了电极石墨。下面河南耐火材料厂介绍下炭砖的生产工艺。

1.配合料

配合料由骨料和结合剂组成，骨料是主要的含炭组分，结合剂使配合料能够被加压或挤压成有足够强度的生坯。骨料的性能前面已讨论过。结合剂由焦油—沥青混合料组成。布德尼柯夫曾相当详细地讨论过在苏联采用的炭砖制造工艺。它同许多别的国家采用的工艺差别不大，因此这里引用他的论述。在讲到结合剂时他说：“焦油必须脱水，直到成为一种粘稠的深褐色或黑色的具有特殊气味的物质。通常，它是炼焦工业的副产品，是由高沸点煤焦油组分组成的一种沥青液，比重为1.2，300℃的蒸馏物为10～30％”。他还指出这种焦油除应有合适的粘度外，还应有高的成焦值，即必须在烧成砖中维持尽可能多的剩余碳。布德尼柯夫接着说：“配合料中无烟煤与焦炭应分别粉砘到15和1～1.5毫米的最大块度，然后与焦油混合。”不列颠关于冶金焦型砖的经验表明，为了达到如焦油白云石那样的高体积密度，对整个配合料要有适宜的粉碎控制。粉碎时间当然取决于粉碎机的重量和装料的情况。

2.混合

混合可以是粉碎流程中的一部分，也可以是蒸汽加热混合中的一项单独操作。不论哪种情况，配合料在混合和随后的成型中必须保持热的状态。

3.成型

成型的耐火砖尺寸从标型9×4.5×3英寸到18×2×2英寸，变化很大。为了某些特殊用途亦用热压成型，通常由于这种成型成本高和停留时间长而限制了耐火砖的尺寸。砖与砌块可用液压成型，不过为了使大型砌块压得充分，需有一个非常大的压力。这可用机械捣打，振动成型或挤压成型(切出所需尺寸)来制造。所有这些方法加工出来的产品是坚硬便于搬运的，不要通常所需的小心地干燥。

4.烧成

由于炭在空气中会燃烧，因此耐火砖必须在还原气氛中烧成，这是炭砖发展缓慢的主要原因。不过奇妙的是只要把炭砖埋在炭粒中则完全可以升到足够高的温度以至于耐火砖的再收缩也可消除、优良的抗磨性亦得到进一步的发展。充分的烧成也增加耐火砖的抗氧化能力及降低耐火砖的电阻率，这对炼铝用的阳极板来说是很重要的。烧成工艺显然得采用匣钵，即烧成陶瓷用的耐火材料匣钵。可惜，大量的大匣钵对窑炉和燃料来讲都是极费钱的。现已采用两种方法，一是有加热烟道的巢形耐火材料结构，一是在窑车平台上配备耐火材料匣钵的隧道窑。第二种方法似乎是正在发展中的最好方法，但它要求不断地留心保持匣钵。乍看起来这个方法费钱，或者有空气渗入使砖多孔，实际上这个问题用砖埋在焦炭粉粒中已大部分解决。因为焦炭粉粒比砖的活性大，渗入的空气先得与焦炭粉粒发生反应转变成一氧化碳，从而保护了埋置着的炭砖。由于空气的渗入，有时也产生多孔砖，但很少，并能在制造厂查出而去掉。炭砖的烧成制度因厂而异。布德尼柯夫说：“耐火砖的烧成必须缓慢小心，因坯体在30～40℃时开始软化，气体通过液相而发散。倘若升温太快会形成鼓胀。：在450～650℃料内的焦化成分内缩。合适的升温速率大体是以10～12℃／时升到400～450℃，450～650℃，650℃以上可以15～18℃／小时的速率升温。最高烧成温度是1400～1450℃。”布德尼柯夫没有介绍最后的温度是指窑炉还是指成品，后者温度明显地较低。隧道窑烧成，开始通过对燃烧器位置的调节来获得预定的加热制度，以后的主要问题就是以给定的窑车推车速度来维持稳定的生产条件。

5.电极的生产

从前由于认为电极无论在原料和制造过程上都和耐火砖不同，因此在耐火砖书中并不叙述它。但是为了维护高炉的炉腹衬里及应付其烧穿，用户越来越需要高传导性的材料，某些工厂已经成功地试用比较贵的电极石墨。电极石墨的生产主要在于原料要精选相当纯的，一般以石油焦为主，烧成温度相当高，一般约达2500℃，这可用极大的电流通过耐火砖来获得。

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