按照冷混合工艺用合成焦油结合剂制造的传统镁碳砖在焦油受损过程中发生硬化并获得必要的强度,电熔镁砂价格因此便形成了各向同性的玻璃状碳。此种碳未显现出热塑性,在内衬烘烤或操作使用过程中该热塑性能适时地消除大量的应力。用沥青结合剂生产的镁碳砖,由于在沥青碳化过程中形成各向异性的石墨化焦炭结构,该砖具有较高的高温塑性。
因此,采用沥青结合制造的砖的抗裂性高于沥青结合的砖。但是,沥青结合的砖的缺点之一就是在进行生产时需要采用热混合,并且要求设有砖模预热装置。在本论文中叙述了采用冷混合工艺制造镁碳砖的方法。制成的砖具有较低的弹性模量,从而使其在操作使用过程中起消除应力的作用。普通的煤焦油沥青由于其中存在着苯并毗,对环境保护是有害的。选择了苯并毗含量低的特殊的符合环保要求的结合剂。
作为原料,采用纯度为97.5%的电熔镁砂及纯度为95%的FC牌号鳞片石墨、标准的煤焦油沥青,由于其中存在聚芳族烃,例如苯并吡,它对环境是有害的。煤焦油沥青中苯并吡的含量介于10000~15000mg·kg-1之间,而国际标准中规定苯并吡含量应为50mg·kg-1(见德国标准TGRS551)。为了遵守这一严格的要求,选择了苯并吡含量达300mg·kg-1的特殊结合剂。从供货方取得了关于粘度性能的数据,该数据表明,此种结合剂的动力学粘度介于可溶酚醛树脂及线性酚醛树脂之间,这是生产完全可以接受的。
通常为了制造焦油结合的砖,我们采用2%的稀焦油。在实验过程中,逐步用稀沥青取代稀焦油,并观察砖的可成型性和性能的变化。为了进行充分的比较研究,制造了5种成型混合物。