Žiaruvzdorné magnéziové uhlíkové tehly

Bežné magnéziové-karbónové tehly vyrobené za studena-miešaním so syntetickým dechtovým spojivom stvrdnú a získajú potrebnú pevnosť, keď sa decht poškodí, čím sa vytvorí izotropný sklovitý uhlík. Uhlík nevykazuje termoplasticitu, čo môže poskytnúť včasnú úľavu od veľkého množstva napätia počas pečenia alebo manipulácie s podšívkou. Magnéziové-uhlíkové tehly vyrábané s asfaltovým spojivom majú vysokú plasticitu pri vysokých{5}}teplotách v dôsledku anizotropnej grafitizovanej štruktúry koksu, ktorá sa vytvára počas procesu karbonizácie asfaltu.

výrobný proces

Medzi hlavné suroviny MgO–C tehál patrí tavená magnézia alebo spekaná magnézia, vločkový grafit, organické spojivá a antioxidanty.

magnézia

Magnézia je hlavnou surovinou na výrobu MgO–C tehál a delí sa na tavenú magnéziu a spekanú magnéziu. V porovnaní so sintrovanou magnéziou má tavená magnézia výhody hrubých kryštálových zŕn periklasu a vysokej objemovej hustoty častíc a je hlavnou surovinou používanou pri výrobe žiaruvzdorných magnéziových uhlíkových tehál. Výroba bežných magnéziových žiaruvzdorných materiálov vyžaduje, aby magnéziové suroviny mali vysokú-teplotnú pevnosť a odolnosť proti korózii. Preto treba venovať pozornosť čistote magnézia a pomeru C/S a obsahu B2O3 v jeho chemickom zložení. S rozvojom hutníckeho priemyslu sú podmienky tavenia čoraz náročnejšie. Horčík používaný v MgO–C tehlách používaných v hutníckych zariadeniach (konvertory, elektrické pece, panvy a pod.) si okrem chemického zloženia vyžaduje aj vysokú hustotu a vysokú hustotu z hľadiska organizačnej štruktúry. Veľký kryštál.

Či už v tradičných MgO-C tehlách alebo v široko používaných nízkouhlíkových MgO-C tehlách, ako zdroj uhlíka sa používa hlavne vločkový grafit. Grafit, ako hlavná surovina na výrobu MgO-C tehál, ťaží najmä zo svojich vynikajúcich fyzikálnych vlastností: ① Nezmáčavosť-trosky. ② Vysoká tepelná vodivosť. ③Nízka tepelná rozťažnosť. Okrem toho sa grafit a žiaruvzdorné materiály netavia pri vysokých teplotách a majú vysokú žiaruvzdornosť. Čistota grafitu má veľký vplyv na výkonnosť tehál MgO{10}}C. Vo všeobecnosti by sa mal použiť grafit s obsahom uhlíka vyšším ako 95 %, výhodne vyšším ako 98 %.

Okrem grafitu sa sadze bežne používajú aj pri výrobe magnéziových uhlíkových tehál. Sadze sú vysoko disperzný čierny práškový uhlíkatý materiál, ktorý vzniká tepelným rozkladom alebo nedokonalým spaľovaním uhľovodíkov. Častice sadzí sú malé (menej ako 1 μm), špecifická plocha povrchu je veľká a hmotnostný podiel uhlíka je 90 až 99 %, vysoká čistota, veľký odpor prášku, vysoká tepelná stabilita, nízka tepelná vodivosť a je ťažké --grafitizovať uhlík. Pridanie sadzí môže účinne zlepšiť odolnosť tehál MgO-C proti odlupovaniu, zvýšiť množstvo zvyškového uhlíka a zvýšiť hustotu tehál.

Medzi bežne používané spojivá pri výrobe MgO{0}}C tehál patria uhoľný decht, uhoľná smola a ropná smola, ako aj špeciálne uhlíkaté živice, polyoly, asfaltom modifikované fenolové živice, syntetické živice atď. Používajú sa tieto typy spojív:

1) Látky podobné asfaltu-. Dechtový asfalt je termoplastický materiál s vysokou afinitou ku grafitu a oxidu horečnatému, vysokou mierou zvyškového uhlíka po karbonizácii a nízkou cenou. V minulosti bol široko používaný; dechtový asfalt však obsahuje karcinogénne aromatické uhľovodíky, najmä obsah benzo{4}}. Vysoká; v dôsledku zvýšeného povedomia o životnom prostredí sa v súčasnosti používanie dechtového asfaltu znižuje.

2) Živicové látky. Syntetická živica sa vyrába reakciou fenolu a formaldehydu. Dá sa dobre zmiešať so žiaruvzdornými časticami pri izbovej teplote. Po karbonizácii je podiel uhlíkových zvyškov vysoký. Je to hlavné spojivo, ktoré sa v súčasnosti používa pri výrobe MgO-C tehál; vzniká však po karbonizácii Štruktúra sklovitej siete nie je ideálna pre odolnosť žiaruvzdorných materiálov voči teplotným šokom a oxidáciu.

3) Látky modifikované na báze asfaltu a živice. Ak môže spojivo vytvoriť mozaikovú štruktúru a vytvoriť materiál z uhlíkových vlákien in situ po karbonizácii, potom toto spojivo zlepší výkon žiaruvzdorného materiálu pri vysokých-teplotách.

Na zlepšenie odolnosti tehál MgO{0}}C proti oxidácii sa často pridáva malé množstvo prísad. Bežné prísady sú Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC a B4C. , BN a nedávno oznámené aditíva série Al-B-C a Al-SiC-C [5–7]. Princíp fungovania aditív možno zhruba rozdeliť na dva aspekty: na jednej strane z termodynamického hľadiska, to znamená, že pri pracovnej teplote reagujú aditíva alebo aditíva s uhlíkom za vzniku iných látok, pričom ich afinita ku kyslíku je väčšia ako afinita medzi uhlíkom a kyslíkom. pred oxidáciou uhlíka na ochranu uhlíka; na druhej strane z kinetického hľadiska zlúčeniny generované reakciou aditív s O2, CO alebo uhlíkom menia mikroštruktúru uhlíkových kompozitných žiaruvzdorných materiálov, ako je zvýšenie hustoty, blokovanie pórov, zamedzenie difúzie kyslíka a reakčných produktov atď.

Žiaruvzdornými materiálmi používanými v prvých linkách na výrobu trosky z panvy boli vysokokvalitné alkalické tehly{0}}, ako sú priamo spájané magnéziové-chrómové tehly a elektrofúzne spájané magnéziové-chrómové tehly. Po úspešnom použití tehál MgO-C v konvertoroch sa tehly MgO-C použili aj v linke na rafináciu panvovej trosky a dosiahli dobré výsledky.

Výskum ukazuje, že tehly MgO-C vyrobené zo zmesi tavenej magnézie a spekanej magnézie, plus 15 % fosforového vločkového grafitu a malého množstva horčíkovej-hliníkovej zliatiny ako antioxidantov, majú dobré úžitkové účinky a majú kapacitu 100 ton. Pri použití v linke LF z panvovej trosky sa v porovnaní s tehlami MgO{5}}C s obsahom C 18 % bez antioxidantov zníži miera poškodenia o 20 – 30 % a priemerná rýchlosť erózie je 1,2 – 1,3 mm/pec.