鋁碳磚屬于鋁碳質(zhì)耐火材料范圍。所謂鋁碳質(zhì)耐火材料就是指將氧化鋁原料和碳素原料，多數(shù)情況下還加入其它原料，如碳化硅、金屬硅等，用瀝青或樹(shù)脂一類(lèi)有機(jī)結(jié)合劑粘結(jié)而成的碳復(fù)合耐火材料。
廣義的講，以Al?O?+C為主要成分的耐火材料就稱(chēng)為鋁碳質(zhì)耐火材料。按生產(chǎn)工藝來(lái)分，可將鋁碳質(zhì)耐火材料分為兩大類(lèi)：不燒鋁碳質(zhì)耐火材料和燒成鋁碳質(zhì)耐火材料。性能特點(diǎn)是抗侵蝕性強(qiáng)、熱震穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高和熱導(dǎo)率高。
鋁碳磚包括兩類(lèi)，一類(lèi)是含氧化鋁及石墨的鋁碳磚，寫(xiě)作Al?O?-C磚;另一類(lèi)是含氧化鋁、碳化硅及石墨的鋁碳磚，寫(xiě)作Al?O?-SiC-C磚。兩類(lèi)鋁碳磚的生產(chǎn)工藝不同。Al?O?-C磚經(jīng)高溫?zé)?，即燒成Al?O?-C磚。Al?O?-SiC-C磚為未經(jīng)高溫?zé)傻牟粺u。燒成Al?O?-C磚具有高強(qiáng)度典型用途為澆鋼滑板。不燒Al?O?-SiC-C磚由于可添加多種特殊加入劑，尤其具有抗堿、抗渣及抗氧化的特殊性能，它典型的用途為魚(yú)雷罐式鐵水車(chē)內(nèi)襯。
鋁碳磚的原料選擇：耐火骨料和粉料主要用特級(jí)、一級(jí)礬土熟料，也可用白剛玉、棕剛玉等材料;碳素材料主要用鱗片石墨，還有中溫瀝青等;碳化硅則用特級(jí)或一級(jí)品，也可用致密SiC;結(jié)合劑用酚醛樹(shù)脂，其固含量≥75%，游離酚≤6%，殘?zhí)剂俊?3%，含水率≤2%，密度1.1g/cm3左右。其通用配合比：粗骨料40%~60%、細(xì)骨料5%~20%、鱗片石墨8%~15%、SiC4%10%、耐火粉料15%~25%和結(jié)合劑4%~6%。另外，根據(jù)需要摻加超微粉、抗堿劑和膨脹劑等外加物。
混練、成型及熱處理與鎂碳磚類(lèi)似。
鋁碳磚由于其抗氧化性明顯優(yōu)于鎂碳磚，抗Na?O系渣的侵蝕性能優(yōu)良，因此在鐵水預(yù)處理設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。燒成鋁碳質(zhì)耐火材料(簡(jiǎn)稱(chēng)燒成鋁碳磚)屬于陶瓷結(jié)合型，或者說(shuō)屬于陶瓷一碳復(fù)合結(jié)合型。它大量用作連鑄用滑動(dòng)水口滑板，長(zhǎng)水口、浸入式水口及上、下水口磚、整體塞棒等。燒成鋁碳磚以其高強(qiáng)度、高抗侵蝕性能及高的抗熱震穩(wěn)定性，成為長(zhǎng)壽命的鑄錠耐火材料。
另外，現(xiàn)代用于高爐出鐵溝的耐火材料也是以Al?O?為主要原料，添加SiC和C制成的不定形耐火材料。雖然鐵溝料品種眾多，有搗打料、可塑料、澆注料、振動(dòng)料等，結(jié)合方式除瀝青或樹(shù)脂結(jié)合之外，還有化學(xué)結(jié)合、水泥和粘土結(jié)合等，但亦屬于鋁碳質(zhì)耐火材料的范疇。
高爐鋁碳磚是高爐內(nèi)襯更新?lián)Q代的良好材料，其性能優(yōu)于高爐內(nèi)襯傳統(tǒng)耐火磚，與氮化硅結(jié)合碳化硅磚的性能相似，成本降低2/3。因此，鋁碳磚問(wèn)世以來(lái)，已在高爐上得到了應(yīng)用，并獲得良好的使用效果。
由于其抗氧化性明顯優(yōu)于鎂碳磚，抗Na?O系渣的侵蝕性能優(yōu)良，因此在鐵水預(yù)處理設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。燒成鋁碳質(zhì)耐火材料(簡(jiǎn)稱(chēng)燒成鋁碳磚)屬于陶瓷結(jié)合型，或者說(shuō)屬于陶瓷一碳復(fù)合結(jié)合型。它大量用作連鑄用滑動(dòng)水口滑板，長(zhǎng)水口、浸入式水口及上、下水口磚、整體塞棒等。燒成鋁碳磚以其高強(qiáng)度、高抗侵蝕性能及高的抗熱震穩(wěn)定性，成為長(zhǎng)壽命的鑄錠耐火材料。
另外，現(xiàn)代用于高爐出鐵溝的耐火材料也是以Al?O?為主要原料，添加SiC和C制成的不定形耐火材料。雖然鐵溝料品種眾多，有搗打料、可塑料、澆注料、振動(dòng)料等，結(jié)合方式除瀝青或樹(shù)脂結(jié)合之外，還有化學(xué)結(jié)合、水泥和粘土結(jié)合等，但亦屬于鋁碳質(zhì)耐火材料的范疇。
有的重點(diǎn)廠還在鋼包和中間包使用鋁鋯碳滑板，效果很好。鋁鋯碳質(zhì)滑板在鋼包的使用次數(shù)為3~5爐次以上，在中間包的使用次數(shù)可達(dá)5~10爐次。鋁碳長(zhǎng)水口和鋁碳鋯碳復(fù)合浸入式水口使用爐次可連澆8~12爐。
鋁碳磚的損毀機(jī)理
對(duì)于鋁碳質(zhì)材料抵抗熔渣的侵蝕能力，沈繼耀等認(rèn)為與熔渣CaO/SiO?或Na?O/SiO?，總鐵氧化物含量、粒度及材料基質(zhì)相與骨料的顯微結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，進(jìn)而根據(jù)各種熔渣作用下，使用后的不同鋁碳質(zhì)材料的顯微結(jié)構(gòu)分析，認(rèn)為其渣蝕損毀的過(guò)程為以下類(lèi)型：
一是含碳基質(zhì)相先于骨料氧化侵蝕。如果材質(zhì)氣孔率高，基質(zhì)相含量高、抗氧化性差：骨料結(jié)構(gòu)致密，抗侵蝕性好，或者熔渣的氧化性強(qiáng)，都可能導(dǎo)致含碳基質(zhì)相先于骨料氧化脫碳，熔渣沿凹陷的脫碳區(qū)侵蝕，骨料處于渣的包圍之中逐漸熔損，甚至脫落流失。這種侵蝕形式是由于基質(zhì)相與骨料的抗氧化與抗侵蝕性能差別較大造成的。這種小連續(xù)的侵蝕速度較快。
二是含碳基質(zhì)相與骨料同步熔損。當(dāng)材料的結(jié)構(gòu)致密、氣孔率低，熔渣對(duì)基質(zhì)相的氧化作用與其骨料的熔損作用均衡時(shí)，就發(fā)生基質(zhì)與骨料同步均勻的熔蝕現(xiàn)象。以這種形式熔損時(shí)，材料各部分都充分發(fā)揮了抗熔渣侵蝕的能力，使材料連續(xù)緩慢的熔蝕消損。
三是材料工作面的剝落損毀，含碳耐火材料在高溫長(zhǎng)期使用時(shí)，表面層附近的氧化脫碳。雜質(zhì)或細(xì)顆粒促使該部位燒結(jié)致密化。引起表面層與內(nèi)部彈性模量，熱膨脹系數(shù)等的差異，在熱沖擊作用下，材料表面易發(fā)生裂紋而剝落損毀。
四是熔渣與鋼水界面處耐火材料在鋼水與熔渣交替作用下，局部嚴(yán)重熔損。
