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、輕質磚、粘土磚、高鋁磚、耐火土、炭質材料等。此內襯材料要求耐高溫及高溫下具有抵抗爐內復雜的物理、化學作用的性能。為了節能降耗，減少生產過程中不必要的熱損失，從爐襯結構上要有較好的保溫效果。而炭質材料主要有自培碳磚和預培碳塊，筆者就炭質材料的性能和使用效果間的區別，談點實踐體會

一：原料構成及成型方法

硅鐵電爐使用預培碳塊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，應用預培碳塊的無煙煤溫度相對較低，致使不定型碳轉化為石墨化程度相對較差，同時由于電煅燒煤的溫度不同，預培碳塊的體積收縮相對較大，而自培碳塊熱穩定性、導熱性和抗渣鐵的侵蝕性能都要優于預培碳塊。自焙炭磚和焙燒炭塊的區別如表1所示。

二：炭塊的形成和加工

預培碳塊擠壓成型后，要經過一次焙燒，焙燒溫度在1250 ℃左右，其間除去煤、瀝青中的揮發物，使之形成穩定形狀的產品，再經過機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，經過烘爐和生產過程中電爐的熱量自動焙燒。

三：使用效果

作為炭質爐襯材料的自培碳磚和預培碳塊，都具有耐高溫、導熱性好、不易粘渣鐵和爐料，抗渣鐵沖刷和侵蝕性能強的特點。

除精加工外，預培碳塊大部分為毛坯寬縫熱炭搗的爐襯結構，這種結構的主要特點是，采用公差尺寸高達10~15mm的預焙炭塊毛坯，預留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。由于施工所產生的大量有毒煙霧對人體產生嚴重危害，勞動條件差，難于將炭塊間的垂直和水平縫隙中的填充搗固堅實、致密的整體，同時生產時填充料收縮大，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，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量材料，即采用高溫電煅燒無煙煤為主要原材料生產，施工溫度低（30℃），勞動條件得到改善（沒有大量有毒氣體逸散），采用風鎬和平板震動器鋪搗爐底，電爐生產后通過爐內熱量焙燒，炭素填充料和自焙炭磚能夠粘結成無縫整體爐襯，同時爐底砌一層輕質炭磚對電爐保溫，提高爐襯整體結構強度，杜絕了硅鐵的滲透，獲得了十分滿意的效果。

從使用預培碳塊的情況看，焙燒炭塊具有耐高溫、抗侵蝕、導熱性好、高溫耐壓強度高及不粘渣等特點，由于生產過程中炭塊收縮，砌縫擴大，致使爐襯整體性差，強度低，無法抵擋硅鐵滲人爐底，導致破壞砌體，甚至爐襯燒穿，發生惡性事故。給硅鐵電爐帶來的問題是鉆漏鐵現象，致使電爐使用周期短。

使用自培碳磚后，大修爐時觀察到，自焙炭磚經過高溫焙燒后形成一個無縫的整體，有效地解決了焙燒塊滲鐵的現象，并且爐襯壽命較預焙炭塊提高2、4倍。自焙炭磚是一種耐高溫、導熱性好、高溫強度高、不易粘渣、鐵和爐料、抗侵蝕能力強，毋需加工就可砌筑成任意厚度的砌體，利用生產過程中的熱量可逐步焙燒成堅實、致密、整體性強的炭質爐襯。接縫強度超過焙燒炭塊接縫強度的數倍，從而使爐襯的整體強度大為提高，自焙炭磚在鐵合金電爐中“連續焙燒一石墨化"所形成的強度高達300 MPa，石墨化程度高達85％、95％性能特殊的“石墨質炭磚"。

由于自培碳磚內在結構產生一種能顯著提高炭磚強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度高于它的1~2倍。性能特殊的石墨質炭磚，不僅具有高溫強度好，導熱性好，不易粘渣、鐵的特性，而且抗化學侵蝕性能好，焙燒后各項理化性能達到或超過預焙炭塊，砌筑接縫粘結強度比預培碳塊的接縫強度高數倍。

四：結語

①使用自培碳磚爐襯后，解決了硅鐵滲透爐底，爐襯壽命短的技術問題。

②爐襯的砌筑質量也是提高爐襯壽命的一個重要組成部分。

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炭磚，起隔熱作用，以防止爐底溫度過高。