眾所周知,，砌筑硅鐵電爐爐襯的耐火材料主要有石棉板、纖維氈,、輕質(zhì)磚,、粘土磚,、高鋁磚、耐火土,、炭質(zhì)材料等。此內(nèi)襯材料要求耐高溫及高溫下具有抵抗?fàn)t內(nèi)復(fù)雜的物理,、化學(xué)作用的性能,。為了節(jié)能降耗,，減少生產(chǎn)過程中不必要的熱損失,，從爐襯結(jié)構(gòu)上要有較好的保溫效果。而炭質(zhì)材料主要有自培碳磚和預(yù)培碳?jí)K,，筆者就炭質(zhì)材料的性能和使用效果間的區(qū)別,，談點(diǎn)實(shí)踐體會(huì)
一：原料構(gòu)成及成型方法
硅鐵電爐使用預(yù)培碳?jí)K的主要原料是無煙煤和冶金焦,，無煙煤煅燒溫度為1250 ℃。自培碳磚的主要原料是電煅無煙煤,，其煅燒溫度在1700℃以上,；從無煙煤的煅燒溫度來看，應(yīng)用預(yù)培碳?jí)K的無煙煤溫度相對(duì)較低,，致使不定型碳轉(zhuǎn)化為石墨化程度相對(duì)較差，同時(shí)由于電煅燒煤的溫度不同,，預(yù)培碳?jí)K的體積收縮相對(duì)較大,，而自培碳?jí)K熱穩(wěn)定性,、導(dǎo)熱性和抗渣鐵的侵蝕性能都要優(yōu)于預(yù)培碳?jí)K,。自焙炭磚和焙燒炭塊的區(qū)別如表1所示,。
二：炭塊的形成和加工
預(yù)培碳?jí)K擠壓成型后,，要經(jīng)過一次焙燒,，焙燒溫度在1250 ℃左右,，其間除去煤、瀝青中的揮發(fā)物,，使之形成穩(wěn)定形狀的產(chǎn)品,，再經(jīng)過機(jī)械加工成用戶所需的尺寸,。
自培碳磚成型后，可直接砌筑在硅鐵電爐上,，經(jīng)過烘爐和生產(chǎn)過程中電爐的熱量自動(dòng)焙燒,。
三：使用效果
作為炭質(zhì)爐襯材料的自培碳磚和預(yù)培碳?jí)K,，都具有耐高溫,、導(dǎo)熱性好,、不易粘渣鐵和爐料,，抗渣鐵沖刷和侵蝕性能強(qiáng)的特點(diǎn),。
除精加工外，預(yù)培碳塊大部分為毛坯寬縫熱炭搗的爐襯結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是,，采用公差尺寸高達(dá)10~15mm的預(yù)焙炭塊毛坯,，預(yù)留50~70mm的寬縫,，并在縫隙中填人溫度130 ℃~160℃的電極糊和熱炭搗料。由于施工所產(chǎn)生的大量有毒煙霧對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害,，勞動(dòng)條件差，難于將炭塊間的垂直和水平縫隙中的填充搗固堅(jiān)實(shí),、致密的整體,，同時(shí)生產(chǎn)時(shí)填充料收縮大,，成為硅鐵易滲透的薄弱部位。
采用自培碳磚砌筑電爐爐襯時(shí),，炭素散裝料即采用低溫炭搗料（冷搗糊）,。冷搗糊和自焙炭磚是同質(zhì)量材料，即采用高溫電煅燒無煙煤為主要原材料生產(chǎn),，施工溫度低（30℃）,，勞動(dòng)條件得到改善（沒有大量有毒氣體逸散），采用風(fēng)鎬和平板震動(dòng)器鋪搗爐底,，電爐生產(chǎn)后通過爐內(nèi)熱量焙燒,，炭素填充料和自焙炭磚能夠粘結(jié)成無縫整體爐襯，同時(shí)爐底砌一層輕質(zhì)炭磚對(duì)電爐保溫,，提高爐襯整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,，杜絕了硅鐵的滲透，獲得了十分滿意的效果,。
從使用預(yù)培碳?jí)K的情況看,，焙燒炭塊具有耐高溫、抗侵蝕,、導(dǎo)熱性好,、高溫耐壓強(qiáng)度高及不粘渣等特點(diǎn)，由于生產(chǎn)過程中炭塊收縮,，砌縫擴(kuò)大,，致使?fàn)t襯整體性差，強(qiáng)度低,，無法抵擋硅鐵滲人爐底,，導(dǎo)致破壞砌體,，甚至爐襯燒穿，發(fā)生惡性事故,。給硅鐵電爐帶來的問題是鉆漏鐵現(xiàn)象,，致使電爐使用周期短。
使用自培碳磚后,，大修爐時(shí)觀察到,，自焙炭磚經(jīng)過高溫焙燒后形成一個(gè)無縫的整體，有效地解決了焙燒塊滲鐵的現(xiàn)象,，并且爐襯壽命較預(yù)焙炭塊提高2,、4倍。自焙炭磚是一種耐高溫,、導(dǎo)熱性好,、高溫強(qiáng)度高、不易粘渣,、鐵和爐料,、抗侵蝕能力強(qiáng)，毋需加工就可砌筑成任意厚度的砌體,，利用生產(chǎn)過程中的熱量可逐步焙燒成堅(jiān)實(shí),、致密、整體性強(qiáng)的炭質(zhì)爐襯,。接縫強(qiáng)度超過焙燒炭塊接縫強(qiáng)度的數(shù)倍,，從而使?fàn)t襯的整體強(qiáng)度大為提高，自焙炭磚在鐵合金電爐中“連續(xù)焙燒一石墨化"所形成的強(qiáng)度高達(dá)300 MPa,，石墨化程度高達(dá)85％,、95％性能特殊的“石墨質(zhì)炭磚"。
由于自培碳磚內(nèi)在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一種能顯著提高炭磚強(qiáng)度的新組織一熱解炭,，并逐步變成石墨化程度接近石墨電極而強(qiáng)度高于它的1~2倍,。性能特殊的石墨質(zhì)炭磚,，不僅具有高溫強(qiáng)度好,，導(dǎo)熱性好，不易粘渣,、鐵的特性,，而且抗化學(xué)侵蝕性能好，焙燒后各項(xiàng)理化性能達(dá)到或超過預(yù)焙炭塊,，砌筑接縫粘結(jié)強(qiáng)度比預(yù)培碳?jí)K的接縫強(qiáng)度高數(shù)倍,。
四：結(jié)語
①使用自培碳磚爐襯后，解決了硅鐵滲透爐底,，爐襯壽命短的技術(shù)問題,。
②爐襯的砌筑質(zhì)量也是提高爐襯壽命的一個(gè)重要組成部分,。
③采用自培碳磚爐襯的大型電爐，在自焙炭磚爐襯下部必須砌筑一層多孔輕質(zhì)炭磚,，起隔熱作用,，以防止?fàn)t底溫度過高。