電爐冶煉高爐渣技術(shù)已經(jīng)在鋼鐵行業(yè)與鐵合金行業(yè)作為附屬產(chǎn)業(yè)的另一種發(fā)展途徑，得到了實質(zhì)性的效果。礦渣即可以作為制作巖棉和礦棉的原料、又能解決了廢棄物浪費的問題，又是解決生態(tài)環(huán)境環(huán)保的一種措施，所以未來市場將會逐漸增大。

目前國內(nèi)對于電爐冶煉礦棉法的首要問題就是電爐爐襯耐火材料消耗過快的問題，爐襯耐火材料要受到爐渣高溫液態(tài)下的重復(fù)侵蝕破壞，使用壽命較短。電爐礦渣冶煉的過程其實就是礦棉調(diào)酸的反應(yīng)過程，礦渣的主要成分不僅僅存在酸性介質(zhì)和堿性介質(zhì)而且還存在部分的低熔融物，所以對于常規(guī)耐火材料的破壞侵蝕是非常快的，在使用耐火材料的選擇上應(yīng)選擇抗侵蝕、抗?jié)B透的致密型耐火材料，材料氣孔率低致密性高，但是這種耐火材料價格又非常的高比如鉻鋯剛玉磚、鋯剛玉磚都可以應(yīng)用在此種爐型上由于市場價格在2-3萬元/噸對使用企業(yè)增加了很大的成本而限制了推廣。常用的高鋁磚及碳化硅搗打料爐襯使用壽命又不是非常理想，但是價格相比剛玉材質(zhì)的耐火材料便宜好幾倍，目前使用高鋁磚及碳化硅搗打料配制的爐襯單位比較多。以下分析碳化硅搗打料的性能

（一）碳化硅搗打料的性能特點

碳化硅和石墨都是優(yōu)良的耐火材料，它們除了具有一般耐火原料必須的性能外，碳化硅還耐高溫（熔點在2200℃以上），耐侵蝕，高強耐磨，熱膨脹系數(shù)低，抗熱震好，導(dǎo)熱系數(shù)高，碳的熔點高達(dá)3500℃，導(dǎo)熱系數(shù)高，耐急冷急熱，并對爐渣的浸潤角相當(dāng)大，難以侵蝕，與AL2O3、SiO2、SiC等無共熔關(guān)系，低膨脹率：搗打料中選用F.C＞94%的鱗片石墨，較其它類型的碳素材料顯示了最佳的抗氧化性能，但是碳化硅和碳又共同具有易氧化的弱點。

根據(jù)發(fā)現(xiàn)，SiC防止氧化可用以下的化學(xué)反應(yīng)式表達(dá)

2C（S）+O2(g)→2CO（g）

SiC（s）+CO（g）→SiO（g）+2C（s）

SiO（g）+CO（g）→SiO2（g）+2C（s）

SiC（s）+2CO（g）→SiO2（S）+3C（s）

由上式可見，在SiC與C（s）共存的耐火材料中反應(yīng)可在表面形成CO（g）氣氛，與SiC顆粒反應(yīng)生成SiO（g），同時析出C，可為充填空位，SiO（g）繼續(xù)與CO（g）反應(yīng)生成SiO2（g）保護(hù)層，在材料的表面形成SiO2（S）保護(hù)層有效地防止了氧化。這樣，在SiC—C兩種共存的耐火材料中，由于上述反應(yīng)有效地提高材料抗氧化性，使兩種材料的優(yōu)異性能得以充分發(fā)揮。以不同顆粒配比的碳化硅作為骨料，以石墨為部分基質(zhì)制成的碳化硅—碳質(zhì)耐火材料才能達(dá)到使用效果。

（二）添加適當(dāng)防氧化劑

為了進(jìn)一步提高材料的抗氧化劑，其中配入適量的防氧化劑以保證材料的使用性能有多種材料可作防氧化劑，如Si、Al、Mg、B4C、BN、等或選用兩種以上材料合金作為復(fù)合防氧化劑。防氧化劑的機理：它具有更好的親氧性，能比石墨等更易于氧反應(yīng)，其生成的氧化物能在材料表面形成頁面保護(hù)成，充填氣孔或孔隙，起到阻止或推遲進(jìn)一步氧化的作用，選用多種防氧化劑配入搗打料，測試在1200℃燒后得到失重率為8.1%、10.5%、11.1%、11.5%等觀察脫碳層與失重率結(jié)果相近，綜合考慮試驗結(jié)果即成本，選用了適宜的防氧化劑。

（三）結(jié)合劑的選擇

碳化硅搗打料不定形耐火材料的幾種可供選擇的結(jié)合劑，如磷酸鹽、酚醛樹脂等。經(jīng)過比較采用樹脂結(jié)合的搗打料更為優(yōu)越。

酚醛樹脂分為熱固性和熱塑性兩類，在和瀝青在使用中隨著溫度升高逐漸排出氣體而碳化，作為碳保留在耐火材料中，同時又起著結(jié)合作用，其兩者碳化的機理和碳化后的結(jié)構(gòu)是不一樣的，酚醛樹脂碳化為固、焦化幾個階段，樹脂轉(zhuǎn)化的碳呈玻璃狀結(jié)構(gòu)，在加熱中有一定的結(jié)晶傾向，但幾乎不可能轉(zhuǎn)化為石墨，，瀝青所得到的碳結(jié)構(gòu)有序，2000℃以上發(fā)生石墨化，可轉(zhuǎn)化為石墨，然而在作為耐火材料結(jié)合劑使用的過程中，是不會達(dá)到石墨化所要求的溫度的。由于樹脂和瀝青各有不同的特點，將兩者混合起來，可使性能得到綜合的改善，搭配合適可形成整體均一的微細(xì)鑲嵌結(jié)構(gòu)，并可明顯地提高碳化率。

（四）配制

選擇適宜的顆粒配比，以及結(jié)合劑和外加劑的加入量，依照一定的加料順序，用輪碾式混合機混料，保證足夠的混煉時間，達(dá)到柔軟，濕潤，手感良好用雙層編織袋包裝，，該料搗打后要進(jìn)行烘烤，避免明火，常溫升到200℃，嚴(yán)格控制升溫速度，1h不超過20℃，200℃保溫8h以上，升溫過快會造成膨脹和開裂，保溫后自然冷卻即可投入使用。

總結(jié)：碳化硅搗打料有著其它材料不具備的特性，施工簡便，工藝要求較鑲?cè)肽突鸫u的簡單，在CO氣氛下，可在材料表面造成SiO3，玻璃體保護(hù)層，起到防止氧化的作用，使材料的優(yōu)良能能得以充分發(fā)揮。