废碳砖里面含什么元素

碳元素只是碳这种物质。碳（英文carbon，源自carbo，也就是木炭）这种物质发现得很早，常见的碳的自然形式有金刚石、炭和石墨。

碳的无数化合物是我们日常生活中不可缺少的物质，产品从尼龙和汽油、香水和塑料，一直到鞋油、滴滴涕和炸药等，范围广泛种类繁多。

中文名

碳元素

外文名

carbon

自然形式

金刚石、炭和石墨

用途木炭（charcoal）是木材或木质原料经过不完全燃烧，或者在隔绝空气的条件下热解，所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。

木炭是保持木材原来构造和孔内残留焦油的不纯的无定形碳。中国商代的青铜器和春秋战国时代铁器的冶炼都用木炭，利用其吸湿性来观测气候变化等。

中文名

木炭

外文名

charcoal

化学式

C

颜色

深褐色或黑色

比重

1.3~1.4

应用

冶金工业，渗碳剂，二硫化碳，木炭砖，木炭干燥剂，医用

发热量

8000千卡/kg

热值

约27.21~33.49兆焦/kg

主要成分

碳元素

尼龙、汽油、香水

红砖的成分是粘土（主要是硅酸盐），红色来自于三氧化二铁。烧砖时如果再出窑之前为冷却时加适量的水，就会烧出青砖（古代是常用的）。其中的主要反应是1焦炭和水在高温下反应生成一氧化碳和氢气（又叫水煤气），两种气体都有还原性，在高温下降三价铁还原成二价得到氧化亚铁是黑色的，是青砖。出窑前不加水则得到三价铁的氧化物是红棕色的，是红砖。

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1、一种废镁碳砖的再生利用方法，其特征在于：它包括下述加工步骤： a、检选： 将回收的废镁碳砖进行分级检选，清除其中的残渣、泥土和其他杂质，并将其中的铝镁碳、铬铝碳化硅等砖挑出； b、均化、破碎： 将检选出的废镁碳砖混合均匀，然后将其粉碎为8-20mm之间的颗粒，得到免烧颗粒料； c、除碳： 取少量第二步所得颗粒料放入燃烧池内点燃，到火旺时再逐步加入该颗粒料，边烧边加，直至池满为止，保持燃烧池内的温度在1350℃-1450℃、燃烧时间为8小时-12小时； d、二次破碎、筛分： 将除碳后的颗粒料自然冷却后，再次进行破碎至8mm以下的颗粒，混合均匀后即得到钢包用耐火材料的基本原料。

耐火砖的种类一、碱性系列耐火砖（包含镁质耐火砖、白云石砖、镁橄榄石耐火砖等）

镁质耐火砖：分为冶金镁砂和镁质制品两大类，根据化学组成和用途的不同，又细分为若干小品种。主要的制品，耐火度高，对碱性渣和铁渣的抵抗性很好。

白云石砖：广泛用于碱性转炉，还可用作某些炉外精炼包的内衬。

镁橄榄石耐火砖：主要用于平炉蓄热室格子砖、铸锭用砖、加热炉炉底以及在炼铜炉中也有较好的使用效果。

耐火砖的种类二、含碳耐火砖（包含碳砖、石墨质耐火制品、碳化硅耐火制品）

碳砖：用于砌筑高炉炉底以及炉缸，使用寿命长，广泛的运用在各种工业当中；

石墨质耐火砖制品：石墨粘土坩埚、蒸馏罐、铸钢用塞头砖等，运用最为广泛的是年刚和融炼有色金属的石墨粘土坩埚；

碳化硅耐火砖制品：耐磨性与耐腐性都比较好，另外高温强度大，热导率高，线膨胀系数小，抗热震性强。多用于油气发生器。

耐火砖的种类三、硅铝系耐火砖（包含四个小分类，即硅砖、粘土砖、高铝耐火砖以及刚玉耐火砖）

硅砖：酸性耐火砖中的主要品种，多用于六百摄氏度以上，且温度比较恒定的环境下使用；粘土砖：一千三到一千四的温度中烧成；

高铝耐火砖：主要用于钢铁工业以及其他有色金属工业的使用；

刚玉耐火砖：根据加工又能划分为烧结型和电熔型刚玉砖两种。

三、碳的作用 剂不但能三、碳的作用

由于白云石熟料遇水粉化，制砖需采用无水的结合剂。一般为焦油、沥青、蒽油等。有机

结合防止水化，而且当其在砖中遇热裂解后，残存的碳还会大大改善砖的性能。在氧

气碱性转炉中曾试图应用无沥青砖的各种尝试，其结果无不令人失望。可以说，残余碳同

、一样，也是白云石砖中的一个重要成分。

制砖时加入（或浸渍用的沥青，在碱性氧气转炉中受热裂化和分溜，使少量碳素在砖孔隙

中沉积下来，形成了“残留碳”，其存在形式有多种，但在多数情况下，它紧缩在孔隙的一端。从

当前已知的各种情况表明，碳以任何存在形式并不起耐火颗粒间的结合作用，而只是简单地作

为存在于砖内孔隙的填充物而已。残留碳颗粒的大小、形状、连续性主要与孔隙封闭的形式、

大小有关而与沥青性质关系不大。

然而少量碳存在的良好作用是肯定无疑的。将碱性氧气顶吹转炉中使用后的含碳和不含

碳砖加以比较（图9，可以明显地看到少量碳减轻了氧化铁的渗透和、向砖内

的转移。

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第二章白云石质耐火材料生产配方优化设计

含碳砖和不含碳砖渗透性的明显区别也反映到它们的使用上。含碳砖的侵蚀速度均匀缓

慢，到后期有加大的趋势。不含碳砖靠近工作面部分形成变质层，并呈现厚度不定相当可观的

结构剥落。由于吸收了氧化铁和二氧化硅，改变了原砖的组成，使不含碳砖的组成、高温强度、

热膨胀性及密度随深度而改变。与此比较，含碳砖的性质沿深度的变化不大，显示出较强的抗

组织剥落性。

碳抑制熔渣向纵深渗透的能力是几个因素综合作用的结果。一般地说，这与孔隙中残留

碳能降低溶渣的润湿性有关。若孔隙内没有象碳之类润湿性差的物质时，熔渣就会径直侵入

孔隙之深处，直至它凝固时为止。若杂乱的石墨颗粒存在于孔隙内时，则熔渣侵入只限于热面

附近。此外，碳氧化所产生的压力，也是阻止熔渣渗透的一个因素。

碳的重要作用还可以从熔融关系得到说明。对白云石砖来说，其相图如图所示。

在下，碳造成的还原气氛可使白云石砖（如含吸收的氧化铁而不出现液

相。而砖中没有碳时，即在空气气氛中，砖仅吸收的氧化铁便开始熔融。

对有关碳含量的问题已作了许多研究。当碳含量.时，炉渣的浸透急速增加。因此，

欲使炉渣的侵透量少，残留碳量不得少于。

图含沥青与不含沥青方镁

石砖化学组成的比较

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第四篇碱性及尖晶石质耐火材料生产配方优化设计

图——氧化铁系的等温截面

.—还原气氛（01；2—空气中；3—镁富氏体；4—铁酸镁；5—液相

砖中碳主要来自砖中有机结合剂或浸渍材料（焦油或沥青。其碳含量又与沥青的软化点

和碳化温度有关（图6。选用高软化点沥青较好，并应该注意适当的碳化温度。另外

增加碳含量可增加沥青用量和添加适量的碳素，如炭黑。

单是增加碳含量还是不够的，因为碳素的结构对衬砖抗侵蚀性能有很大影响。对油浸砖

而言，主要应考虑砖的气孔结构和气孔率。当然，具有细孔结构和碳素均匀分布的砖，其抗渣

侵透要比大气孔结构和粗粒碳更为有利。

图6沥青软化点和炭化温度对含碳量的影响

四、焦油白云砖的生产工艺

焦油白云砖是以烧结白云石为主要原料或再加入适量镁砂并以焦油沥青或有蜡等有机物

作结合剂而制成的。制砖工艺流程如图所示。

7原料的质量烧结白云右的化学组成和烧结程度等质量指标关系到制品的性质和使

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第二章白云石质耐火材料生产配方优化设计79

用寿命。为适应氧气顶吹转炉炉衬的要求，白云石熟料应是纯度高，烧结良好的精选料，

含量，，.及.杂质总量不大于，体积密度应大于.01.0234

56，最好大于03456。

.0颗粒组成焦油白云石制品的配料比较简单，一般采用单一配料，有时为了提高其抗

水化性能，细粉可以部分地或全部代之以镁砂细粉。

颗粒配比时既要考虑制品的致密性和抗水化性能，也因成型方法而异。粗颗粒白云石熟

料比表面积小，与空气接触面积小，抗水化能力相对强。实验研究和生产实践证明，粗颗粒配

料有利于焦油白云石砖致密度、抗水化能力和抗侵蚀能力的提高。目前采用较多的临界粒度

为7.366或27366。

细粉虽然有易水化的缺点，但它能填充大、中颗粒的间隙，有利提高体积密度及砖在使用

时的烧结，并保证砖形表面边界整齐。同时细粉能使大颗粒周围的结合膜变薄，使焦油在使用

过程中烧掉，以后不致留下过大的孔隙。

图8.873机制焦油白云石砖工艺流程图

机压成型时颗粒受到强大的外界压力，如果大小颗粒悬殊，则大颗粒受到的应力不能迅速

而均匀地传递出去，会造成大颗粒的破碎。

为防止颗粒破碎，减轻颗粒的受力并迅速而均匀地将颗粒料所受的压力传递给机座，机压

成型料应含有适当充裕的中小颗粒。

振动成型时，颗粒不受单方向的压力，而是受到颗粒间不同方向上力的作用，造成的效果

不是颗粒间的挤压，而是松动，所以在颗粒的排列固定过程中对料粒的组成就不会有很多限

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第四篇碱性及尖晶石质耐火材料生产配方优化设计

制。可以不必沿袭机压砖料的结构，而应该近似于建筑上混凝土料的结构。根据砖料颗粒结

构的特点可以看出，采用比机压砖料大得多的颗粒和取消中间颗粒，组成高离散度和均匀性的

颗粒结构是合理可行的。

坯料制备

烘砂。为了避免加热后的焦油沥青和白云石熟料在混合过程中由于冷白云石熟料吸

热而引起结合剂流动性降低，白云石砂也应加热到足够高的温度。烘砂就是加热白云石砂。

烘砂温度太低，在混合过程中会提高焦油的粘度，混合不均匀；温度过高，会使结合剂部分物质

挥发而改变成份，并污染操作环境。一般熟料砂的温度应控制在，而且只烘大、中

颗粒，细粉烘不烘均可。首钢烘砂温度为（机制砖料，（振动成型砖

料；唐钢为；上钢一厂的粗颗粒为，细粉为。

烘砂设备主要采用反射炉和立式加热炉。

结合剂及其制备。白云石砂是瘠性物料，成型时必须加入适宜的结合剂。通常采用煤

焦油沥青、石油沥青、煤焦油、蒽油等。各种结合剂性能见表。镁碳砖的作用镁碳砖 镁碳砖

镁碳耐火材料是60 年代中期，由美国研制成功，70 年代，日本炼钢业开始把镁碳砖用于水冷却电弧炉炼钢中。目前在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢，并已成为石墨的一种传统用途。80 年代初，镁碳砖开始用于氧气顶吹转炉的炉衬。目前英国用作氧气顶吹炼钢炉衬的材料大部分是镁碳砖，炉衬寿命为1000 次一1500 次，而日本，炉衬的寿命为2000 次一2500 次。 铝碳砖

铝碳耐火材料主要用于连续铸造、扁钢坯自位输管道的保护罩，水下喷管以及油井爆破筒等。在日本用连续铸造生产的钢占总生产量的90 ％以上，英国为60 ％。黏土砖的作用粘土砖，粘土砖的作用，粘土砖的作用有哪些，半岛砖机产品特点： 1、整机机体均为标准高强型钢材质，采用先进的二氧化碳气体保护焊焊接，确保机体坚固，耐用。 2、高级技工精工制作，确保原材下料精度，零部件加工精度，整机装配精度，确保整机运行快捷、平稳、可靠。 3、导向立柱：采用粗加工、精加工、正火调质、外圆磨、镀铬等多道工序处理，确保材质高强度、高抗扭曲力、高耐磨度。 4、模具：采用精铸锰钢材质，且做表面渗碳处理，确保超长使用寿命。一次成型、单片组装的方式，大幅降低损坏几率和更换成本。 5、液压、控制系统：主要元器件均采用知名品牌，杜绝泄压和渗漏。确保整机长期、稳定的运行。 6、成型系统：采用国际领先的高频定向振动技术，满足各种物料、各种规格的混凝土制品均能达到最佳振实效果，确保制品密实度。 7、布料系统：独特的拨叉式360度强制布料系统，下料迅速、均匀，有效缩短布料时间，提升生产效率。

一种或多种粘和剂组成的混合粉状颗料，使用时必须和一种或多种液体配合搅拌均匀，具有较强的流动性。不同的耐火砖原料不同，如硅铝，粘土等：

根据耐火砖成分的不同，其可以分为五大类，即：硅铝系耐火砖、碱性系列耐火砖、含碳耐火砖、含锆耐火砖、隔热耐火砖。任何炉子并不是只用一种耐火砖而砌筑而成的，需要个不同耐火砖的相互搭配使用。下面对这五大类耐火砖的成分一一作详细介绍。

1、硅铝系耐火砖，据悉，其是以AL2O3—SiO2二元系统相图为基本理论，主要包括以下几种。

(一)硅砖，是指含SiO293%以上的耐火砖，是酸性耐火砖的主要品种。它主要用于砌筑焦炉，也用于各种玻璃、陶瓷、炭素煅烧炉、耐火砖的热工窑炉的拱顶和其他承重部位，在热风炉的高温承重部位也用，但是不宜在600℃以下且温度波动大的热工设备中使用。

(二)粘土砖，粘土砖主要由莫来石(25%～50%)、玻璃相(25%～60%)和方石英及石英（最高可达30%）所组成。通常以硬质粘土为原料，预先煅烧成熟料，然后配以软质粘土，以半干法或可塑法成型，温度在1300～1400 C烧成粘土砖制品。也可以加少量的水玻璃、水泥等结合剂制成不烧制品和不定形材料。它是高炉、热风炉、加热炉、动力锅炉、石灰窑、回转窑、陶瓷和耐火砖烧成窑中常用的耐火砖。

(三)高铝耐火砖，高铝耐火砖的矿物组成为刚玉、莫来石和玻璃相，其含量取决于AL2O3/ SiO2比以及杂质的种类和数量，可按AL2O3含量进行耐火砖的等级划分。原料为高铝矾土和硅线石类天然矿石，也有掺加电熔刚玉、烧结氧化铝、合成莫来石的，以及用氧化铝与粘土按不同比例煅烧的熟料。它多用烧结法生产。但产品还有熔铸砖、熔粒砖、不烧砖和不定形耐火砖。高铝耐火砖广泛用于钢铁工业、有色金属工业和其他工业。

(四)刚玉耐火砖，刚玉砖是指AL2O3含量不小于90%，以刚玉为主要物相的的一种耐火砖，可分为烧结型刚玉砖和电熔型刚玉砖。

2、碱性系列耐火砖。碱性耐火砖是指以碱性氧化物如Mg0和CaO为主要成分的耐火制品，主要品种有以下几种。

(一)镁质耐火砖，是指以镁石作原料，以方镁石为主晶相，MgO含量在80%～85%以上的耐火砖。其产品分为冶金镁砂和镁质制品两大类。依化学组成及用途的不同，有马丁砂、普通冶金镁砂、普通镁砖、镁硅砖、镁铝砖、镁钙砖、镁碳砖及其他品种等。镁质耐火砖是碱性耐火砖中最主要的制品，耐火度高，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，是一种重要的高级耐火砖。主要用于平炉、氧气转炉、电炉及有色金属熔炼等。

(二)白云石砖，是以白云石作为主要原料生产的一种碱性耐火砖。广泛用于碱性转炉，还可用作某些炉外精炼包的内衬。

(三)镁橄榄石耐火砖，是以镁橄榄石2MgO·SiO2作为主要组成的一种耐火砖。主要用于平炉蓄热室格子砖、铸锭用砖、加热炉炉底以及在炼铜炉中也有较好的使用效果。

3、含碳耐火砖。含碳耐火砖是指由碳或碳的化合物制成的，以含不同形态的碳为主要成分的耐火砖制品，主要分为以下几种。

(一)碳砖，是以碳质材料为主要原料，加入的适量结合剂制成的耐高温中性耐火砖制品。碳砖被广泛应用于砌筑高炉炉底、炉缸、炉腹和炉身下部。可提高高炉的连续作业时间，延长使用寿命。此外，碳砖还广泛用于电化学工业、化学工业、石油化学工业、电镀行业、铁合金工业炉(或设备的内衬) 、酸液、碱液槽衬和管路，以及熔炼有色金属(如铅、铝、锡等)的炉衬。

(二)石墨质耐火制品，是以天然石墨为原料，以粘土作结合剂制得的耐火材料。这类制品有石墨粘土坩埚、蒸馏罐、铸钢用塞头砖、水口砖及盛钢桶衬砖等。其中生产最多、应用最广的是炼钢和熔炼有色金属的石墨粘土坩埚。

(三)碳化硅耐火制品，是以碳化硅(SiC)为原料生产的高级耐火材料。其耐磨性和耐腐蚀性好，高温强度大，热导率高，线膨胀系数小，抗热震性好。在钢铁冶炼方面，它可用于盛钢桶内衬、水口、塞头、高炉炉底和炉腹、出铁槽、转炉和电炉出钢口、加热炉无水冷滑轨等方面。在有色金属（锌、铜、铝等）冶炼中，大量用于蒸馏器、精馏塔托盘、电解槽侧墙、熔融金属管道、吸送泵和熔炼金属坩埚等。在硅酸盐工业中，它大量用作各种窑炉的棚板和隔焰材料，如马弗炉内衬和匣钵等。在化学工业中，多用于油气发生器、有机废料煅烧炉、石油气化器和脱硫炉等方面。此外，在空间技术上可用作火箭喷管和高温燃气透平叶片等。

4、含锆耐火砖 。属于一种属酸性材料，是以天然锆英石砂(ZrSiO2)为原料制得的制品。锆质耐火砖不同于硅铝系耐火砖和含碳系列耐火砖，其抗渣性好，热膨胀率较小，热导率随温度的升高而降低，荷重软化温度高，耐磨强度大，抗热震性好，现已成为各个工业领域中的重要材料。随着冶金工业中连铸和真空脱气技术的发展，锆英石耐火砖的应用越来越广泛，主要有以下几种分类。

(一)锆英石砖，在炼钢过程中，采用出钢脱气法，而锆英石质耐火材料对熔渣，钢水的耐侵蚀性和抗热震性良好，且适于在减压下工作，它在冶金工业中广泛用于砌筑脱气用盛钢桶内衬，也用作不锈钢盛钢桶内衬，连铸盛钢桶内衬、铸口砖、塞头砖、袖砖以及高温感应电炉炉衬等。锆英石质耐火砖对酸性渣和玻璃具有高的抵抗性，因而还广泛用于熔炼最活泼玻璃的玻璃窑的严重损坏部位。锆英石质耐火材料还具有不为金属铝、铝的氧化物及其熔渣侵透的性质，因而在炼铝的炉底上也获得了良好的效果。

(二)AZS电熔砖，也称为电熔锆刚玉砖，随着玻璃工业的发展，AZS电熔砖已成为玻璃窑炉的关键部位必须的耐火材料。它抵抗玻璃液的侵蚀性较强。

(三)AZS再烧结电熔砖，主要用于砌筑玻璃池窑的底、墙和蓄热格子砖等热工设备。

(四)锆莫来石电熔砖，该种砖的特点是晶体结构致密，荷重软化温度高，抗热震性好，常温及高温下机械强度高，耐磨性好，热导率好，且有优良的抵抗熔渣侵蚀的能力。该种制品的用途较广，用于冶金加热炉、均热炉、电石炉的出料口，玻璃熔窑窑壁等，使用效果很好。

5、隔热耐火砖。是指气孔率高、体积密度低、热导率低的耐火材料。隔热耐火材料又称轻质耐火材料。它包括以下几种分类。

(一)高铝隔热轻质耐火砖。是以铝矾土为主要AL2O3含量不小于48%的隔热轻质耐火砖。其生产工艺采用泡沫法，也可采用烧尽加入物法。高铝质隔热轻质耐火砖可用于砌筑隔热层和无强烈高温熔融物料侵蚀及冲刷作用的部位。直接与火焰接触时，一般的高铝质隔热耐火砖的表面接触温度不得高于1350℃。莫来石质隔热耐火砖可直接接触火焰，具有耐高温，强度高，节能效果显著等特点。适用于热解炉、热风炉、陶瓷辊道窑、电瓷抽屉窑及各种电阻炉的内衬。

(二)粘土质隔热轻质耐火砖，是以耐火粘土为主要原料制成的AL2O3含量为30%～48%的隔热耐火砖。其生产工艺采用烧尽加人物法和泡沫法。以耐火粘土、漂珠、耐火粘土熟料作原料，掺加结合剂和锯木屑，经配料、混合、成型、干燥、烧成，制得体积密度为0. 3～1. 5g/cm3的产品。粘土质隔热砖的产量占隔热耐火砖总产量的一半以上。

中国标准(GB 3994—1983)将粘土质隔热砖按体积密度分为NG—1.5、NG—1.3a、NG—1.3b、NG—1.0、NG—0.9、NG—0.8、NG—0.7、NG—0.6、NG—0.5、NG—0.4 10种牌号。

(三)硅藻土隔热轻质耐火砖，是以硅藻土为主要原料制成的隔热耐火制品。它主要用在900℃以下的隔热层。

中国标准(GB 3996—1983)将硅藻土隔热制品按体积密度分为GG—0.7a、GG—0. 7b、GG—0.6、GG—0. 5a、GG—0.5b和GG—0.4六种牌号。

(四)漂珠砖，是以漂珠为主要原料制成的隔热耐火制品。漂珠是从热电厂粉煤灰中浮选出的硅酸铝质玻璃空心珠体。它体轻、壁薄、中空、表面光滑、耐高温、隔热性能好。利用漂珠这些优良特性，可制造出保温性能优异的轻质隔热耐火材料。生产漂珠砖可采用半干法成型。