Žáruvzdorné magnéziové uhlíkové cihly

Běžné magnéziové-karbonové cihly vyrobené za studena-mísením se syntetickým dehtovým pojivem tvrdnou a získávají potřebnou pevnost, jak se dehet poškozuje, a tvoří tak izotropní sklovitý uhlík. Uhlík nevykazuje termoplasticitu, což může poskytnout včasnou úlevu od velkého množství napětí při pečení nebo manipulaci s podšívkou. Magnesiové-uhlíkové cihly vyrobené s asfaltovými pojivy mají vysokou-plastičnost při vysokých teplotách díky anizotropní grafitizované struktuře koksu, která se tvoří během procesu karbonizace asfaltu.

výrobního procesu

Mezi hlavní suroviny MgO–C cihel patří tavená magnézie nebo slinutá magnézie, vločkový grafit, organická pojiva a antioxidanty.

magnézie

Magnézie je hlavní surovinou pro výrobu MgO–C cihel a dělí se na tavenou magnézii a slinutou magnézii. Ve srovnání se slinutou magnézií má tavená magnézie výhody hrubých krystalových zrn periklasu a vysoké objemové hustoty částic a je hlavní surovinou používanou při výrobě žáruvzdorných cihel z magnézie. Výroba běžných hořčíkových žáruvzdorných materiálů vyžaduje, aby hořčíkové suroviny měly vysokou-pevnost vůči teplotě a odolnost proti korozi. Proto je třeba věnovat pozornost čistotě magnézie a poměru C/S a obsahu B2O3 v jejím chemickém složení. S rozvojem hutního průmyslu jsou podmínky tavby stále náročnější. Hořčík používaný v MgO–C cihlách používaných v metalurgických zařízeních (konvertory, elektrické pece, pánve atd.) vyžaduje kromě chemického složení také vysokou hustotu a vysokou hustotu z hlediska organizační struktury. Velký krystal.

Vločkový grafit se jako zdroj uhlíku používá hlavně v tradičních MgO-C cihlách nebo v široce používaných -uhlíkových MgO-C cihlách. Grafit jako hlavní surovina pro výrobu MgO-C cihel těží především ze svých vynikajících fyzikálních vlastností: ① Nesmáčení-strusky. ② Vysoká tepelná vodivost. ③Nízká tepelná roztažnost. Kromě toho se grafit a žáruvzdorné materiály netaví při vysokých teplotách a mají vysokou žáruvzdornost. Čistota grafitu má velký vliv na vlastnosti MgO-C cihel. Obecně by měl být použit grafit s obsahem uhlíku vyšším než 95 %, s výhodou vyšším než 98 %.

Kromě grafitu se saze běžně používají také při výrobě žáruvzdorných cihel na bázi magnézie. Saze jsou vysoce disperzní černý práškový uhlíkatý materiál vyráběný tepelným rozkladem nebo nedokonalým spalováním uhlovodíků. Částice sazí jsou malé (méně než 1 μm), měrný povrch je velký a hmotnostní zlomek uhlíku je 90~ 99 %, vysoká čistota, velký odpor prášku, vysoká tepelná stabilita, nízká tepelná vodivost a je obtížné --grafitizovat uhlík. Přídavek sazí může účinně zlepšit odolnost cihel MgO-C proti odlupování, zvýšit množství zbytkového uhlíku a zvýšit hustotu cihel.

Mezi běžně používaná pojiva při výrobě MgO-C cihel patří černouhelný dehet, černouhelná smola a ropná smola, dále speciální uhlíkaté pryskyřice, polyoly, asfaltem modifikované fenolové pryskyřice, syntetické pryskyřice atd. Používají se následující typy pojiv:

1) Látky podobné asfaltu-. Dehtový asfalt je termoplastický materiál s vysokou afinitou ke grafitu a oxidu hořečnatému, vysokou zbytkovou rychlostí uhlíku po karbonizaci a nízkou cenou. V minulosti byl široce používán; dehtový asfalt však obsahuje karcinogenní aromatické uhlovodíky, zejména obsah benzo-. Vysoký; v důsledku zvýšeného povědomí o životním prostředí se nyní používání dehtového asfaltu snižuje.

2) Pryskyřičné látky. Syntetická pryskyřice se vyrábí reakcí fenolu a formaldehydu. Může být dobře smíchán s žáruvzdornými částicemi při pokojové teplotě. Po karbonizaci je podíl uhlíkového zbytku vysoký. Je to hlavní pojivo, které se v současnosti používá při výrobě MgO-C cihel; vzniká však po karbonizaci. Struktura sklovité sítě není ideální pro odolnost žáruvzdorných materiálů proti tepelnému šoku a oxidaci.

3) Látky modifikované na bázi asfaltu a pryskyřice. Pokud může pojivo vytvořit mozaikovou strukturu a vytvořit materiál z uhlíkových vláken in situ po karbonizaci, pak toto pojivo zlepší výkon žáruvzdorného materiálu při vysokých{2}}teplotách.

Ke zlepšení odolnosti cihel MgO{0}}C proti oxidaci se často přidává malé množství přísad. Běžnými přísadami jsou Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC a B4C. , BN a nedávno oznámená aditiva řady Al-B-C a Al-SiC-C [5–7]. Princip činnosti přísad lze zhruba rozdělit do dvou hledisek: jednak z hlediska termodynamického, to znamená, že při pracovní teplotě přísady nebo přísady reagují s uhlíkem za vzniku dalších látek a jejich afinita ke kyslíku je větší než afinita mezi uhlíkem a kyslíkem. před oxidací uhlíku za účelem ochrany uhlíku; na druhé straně, z kinetického hlediska, sloučeniny generované reakcí aditiv s O2, CO nebo uhlíkem mění mikrostrukturu uhlíkových kompozitních žáruvzdorných materiálů, jako je zvýšení hustoty, blokování pórů, zabránění difúzi kyslíku a reakčních produktů atd.

Žáruvzdorné materiály používané v raných linkách na výrobu pánvové strusky byly vysoce kvalitní -alkalické cihly, jako jsou přímo pojené magnéziové-chromové cihly a elektrofúzně pojené magnéziové-chromové cihly. Poté, co byly cihly MgO-C úspěšně použity v konvertorech, byly cihly MgO-C použity také v lince rafinační pánvové strusky a dosáhly dobrých výsledků.

Výzkum ukazuje, že MgO-C cihly vyrobené ze směsi tavené magnézie a slinuté magnézie, plus 15 % fosforového vločkového grafitu a malého množství hořčíkové-hliníkové slitiny jako antioxidantů, mají dobré užitné účinky a mají kapacitu 100 tun. Při použití na struskové lince pánve LF se v porovnání s cihlami MgO-C s obsahem C 18 % bez antioxidantů sníží míra poškození o 20–30 % a průměrná rychlost eroze je 1,2–1,3 mm/pec.