鋼鐵產(chǎn)業(yè)一直是我國的經(jīng)濟支柱型產(chǎn)業(yè)。隨著社會的飛速發(fā)展，合金鋼、低碳鋼等鋼種的需求越來越大，對冶金耐火材料的要求也越來越高。自二十一世紀(jì)以來，鎂碳材料是冶金領(lǐng)域必不可少的堿性耐火材料。它被廣泛用于轉(zhuǎn)爐爐襯、鋼包渣線等部位。相較于傳統(tǒng)鎂碳材料，低碳鎂碳材料(碳含量≤8%(w))可以降低其對鋼水滲碳量，緩解鋼水脫碳的壓力。同時，減少碳的使用量是對不可再生資源的一種保護，符合我國發(fā)展綠色工業(yè)的趨勢。低碳鎂碳材料在冶煉特殊鋼時已得到很好的應(yīng)用。
抗熱震性差的耐火材料會因溫度變化導(dǎo)致材料表面和內(nèi)部產(chǎn)生裂紋和縫隙，并且經(jīng)鋼液沖刷后會加劇裂紋的擴張。經(jīng)多次沖刷后耐火材料損毀就必須停工更換，影響生產(chǎn)。耐火材料中的熱應(yīng)力起因有二:一是耐火材料表面與內(nèi)部存在較大的溫度梯度;二是耐火材料中各相的熱膨脹系數(shù)不同。提升材料抗熱震性的方法可以是在材料表面和內(nèi)部制造微裂紋，利用微裂紋增韌性質(zhì)中和熱應(yīng)力;或者引入陶瓷相，提高材料整體強度，降低整體熱膨脹率;或者引入低熔點玻璃相，在高溫下玻璃相熔融可以分散熱應(yīng)力，但是引入玻璃相會使材料強度和致密性下降，一般很少使用。
實驗室通常采用空冷法或水冷法測試耐火材料的抗熱震性能。通過反復(fù)循環(huán)加熱-冷卻過程并記錄材料的損毀情況、裂紋數(shù)量變化以及強度保持率等表示耐火材料的抗熱震性能。本文中從碳源、鎂砂原料及添加劑三個方面介紹了低碳鎂碳材料抗熱震性的研究進展，希望能對相關(guān)研究人員給予一定的幫助。
鎂碳材料一般選用鱗片石墨為碳源，具有導(dǎo)熱性好、鎂碳磚廠家熱膨脹率低的優(yōu)點。石墨在鎂碳材料中起到封閉氣孔、阻止熔渣侵蝕等作用。此外，石墨還可以潤滑鎂砂顆粒表面，減小其在壓制過程中大顆粒的損傷。鎂碳材料中碳含量的變化直接影響到材料的彈性模量、耐壓強度、抗熱震性、抗渣侵蝕性等關(guān)鍵性能。對于低碳鎂碳材料來說，碳含量的降低勢必會導(dǎo)致材料物理性能的降低。要使低碳鎂碳材料有良好的性能，就對石墨分布是否均勻、石墨純度下限、石墨粒度下限有了更高的要求鎂碳磚價格。
有學(xué)者對低碳鎂碳材料的碳含量及碳源種類進行了對照試驗研究。朱天彬發(fā)現(xiàn)在抗熱震性方面，低碳鎂碳材料的抗熱震性與碳含量之間的關(guān)系接近線性關(guān)系。隨著碳含量的降低，抗折強度和彎曲模量提高，抗熱震性顯著降低。將鱗片石墨替換成人造石墨顆粒或不同納米碳后，抗熱震性明顯提升。研究發(fā)現(xiàn)，添加人造石墨的樣品經(jīng)1400℃熱處理后的熱膨脹率明顯降低。這說明人造石墨可以一定程度上降低材料整體的熱導(dǎo)率和各向異性，進而提高材料的抗熱震性。在加入不同的納米碳低碳鎂碳樣品中，含碳納米管和納米炭黑對低碳鎂碳抗熱震性的提升明顯。納米膨脹石墨對抗熱震性產(chǎn)生負(fù)面影響，但經(jīng)高溫處理后會在材料內(nèi)部原位生成Al3C4陶瓷相，起到增韌作用。石墨粒度大小也會影響抗熱震性。
粒子選擇.高鋁磚的顆粒組成與多熟料粘土磚相似.(3-粗粒徑1mm范圍),1-0.088(c),<0.088(細(xì))三級配合,根據(jù)"兩端大-中-小"中粒徑還原,增加細(xì)粉,適當(dāng)增大臨界粒徑,可獲得較低的孔隙率,高的負(fù)載抗熱震性.耐火強度高,磚塊結(jié)構(gòu)強度高.
即使是鉻鐵礦中SiO2和CaO含量相同，不同類型的鉻鐵礦(即Al2O3/Cr2O3比值和Fe2O3/Cr2O3比值不同)對鎂鉻磚性能的影響也十分明顯。關(guān)于鎂鉻磚中Cr2O3、Al2O3和Fe2O3對相鄰方鎂石晶粒間二面角影響的研究表明，方鎂石-方鎂石的結(jié)合會被Cr2O3所加強，而被Fe2O3和Al2O3所消弱;Fe2O3和Al2O3增加均使硅酸鹽相的熔點降低。
