碳砖 (carbon brick)

用热处理无烟煤或焦炭、石墨为主要原料，以焦油沥青或酚醛树脂为结合剂制成的耐火制品。其主要特点是含固定碳80％以上，无烧结性和明显的烧成收缩，有机结合剂热解反应形成的碳网络，使炭素颗粒和炭素基质结合。此类制品抗热震性高、线膨胀率很小，热导率很高，耐火性和高温体积稳定性好，耐酸、碱、盐和有机物侵蚀，耐熔融金属侵蚀、密度小。碳砖按用途可分为高炉碳砖、电炉碳砖、铝电解槽用炭块。

1866年德国炼铁和铁合金工业开始使用碳砖，1892年美国A’IME会议报告指出，小块碳砖用于高炉炉底，大块碳砖用于高炉炉缸和炉腹。

性能碳砖耐碱性好。高炉炉料带入的碱大多以OH^- Cl^- CO3^-2等的化合物形式存在。如碱的碳酸盐，在900C以上熔化，并通过气孔渗入碳砖与碳反应，生成的碱蒸气通过气孔进一步向砖内渗透。碱金属与C、S或灰分作用，形成层间化合物，引起膨胀，导致碳砖组织结构破坏。

气孔孔径分布、铁水的渗透、碱、ZnO、CO等有害物的侵入，都是通过气孔进行的。所以，不仅需要提高碳砖的致密度，降低气孔率，还需要使气孔孔径小，使有害物不易侵入。高炉碳砖的性能(举例)见表。

制造工艺生产高炉碳砖多使用无烟煤作原料。其灰分、挥发分因产地而异，灰分一般5％，挥发分8％。预先需在竖式电炉内加热处理。其他原料还有人造石墨及特殊外加物(金属和氧化物粉)等。结合剂为经过热处理的脱水焦油沥青。热混练成泥料后，用45000kN或更大压力的真空挤压机上成型。烧成温度1800℃，烧成周期一个月左右。出炉后，根据砖型要求，选用切、铣、刨、车、磨等方法机械加工成所需形状和尺寸的碳砖。其制造工艺流程见图。

无烟煤T-aNI脱水焦油沥青II二]_-血高炉碳砖制造工艺流程图用途碳砖使用量最多的是高炉炉底和炉缸。一座容积为4000m。的大型高炉使用碳砖达1500t，250多个砖型。其次用于铁合金电炉、生产磷和可溶性磷肥用电炉内衬以及铝电解槽内衬等。