Maons de carboni de magnesi refractari

La magnesia-refractari de maó de carboni convencional, fabricat segons el procés de mescla-en fred amb un aglutinant de quitrà sintètic, s'endureix i adquireix la resistència necessària a mesura que el quitrà es fa malbé, formant així carboni vidre isòtrop. El carboni no presenta termoplasticitat, que pot proporcionar un alleujament oportú de grans quantitats d'estrès durant la cocció o la manipulació del revestiment. Els maons de carboni de magnesi-produïts amb aglutinants d'asfalt tenen una alta plasticitat a-temperatura a causa de l'estructura de coc grafititzat anisòtrop que es forma durant el procés de carbonització de l'asfalt.

procés de producció

Les principals matèries primeres dels maons de MgO-C inclouen magnesia fosa o magnesia sinteritzada, grafit en escates, aglutinants orgànics i antioxidants.

magnesia

La magnesia és la matèria primera principal per a la producció de maons de MgO-C, i es divideix en magnesia fosa i magnesia sinteritzada. En comparació amb la magnesia sinteritzada, la magnesia fosa té els avantatges dels grans de cristall de periclasa gruixudes i una gran densitat de volum de partícules, i és la principal matèria primera utilitzada en la producció de maons de carboni refractari de magnesia. La producció de materials refractaris de magnesi normals requereix que les matèries primeres de magnesi tinguin una alta -resistencia a la temperatura i resistència a la corrosió. Per tant, s'ha de parar atenció a la puresa de la magnesia i la relació C/S i el contingut de B2O3 en la seva composició química. Amb el desenvolupament de la indústria metal·lúrgica, les condicions de fosa són cada cop més exigents. La magnesia utilitzada en els maons de MgO–C utilitzats en equips metal·lúrgics (convertidors, forns elèctrics, cullerots, etc.), a més de la composició química, també requereix una gran densitat i una gran densitat pel que fa a l'estructura organitzativa. Gran cristall.

Ja sigui en maons de MgO-C tradicionals o en maons de MgO-C de baix-carboni molt utilitzats, el grafit en escates s'utilitza principalment com a font de carboni. El grafit, com a matèria primera principal per a la producció de maons de MgO-C, es beneficia principalment de les seves excel·lents propietats físiques: ① No-humectació de l'escòria. ② Alta conductivitat tèrmica. ③ Baixa expansió tèrmica. A més, el grafit i els materials refractaris no es fusionen a altes temperatures i tenen una alta refractarietat. La puresa del grafit té una gran influència en el rendiment dels maons de MgO-C. En general, s'ha d'utilitzar grafit amb un contingut de carboni superior al 95%, preferiblement superior al 98%.

A més del grafit, el negre de carboni també s'utilitza habitualment en la producció de maons de carboni refractaris de magnesia. El negre de carboni és un material carboní pols negre altament dispers produït per la descomposició tèrmica o la combustió incompleta d'hidrocarburs. Les partícules de negre de carboni són petites (menys d'1 μm), la superfície específica és gran i la fracció de massa de carboni és del 90 ~ 99%, alta puresa, gran resistivitat de pols, alta estabilitat tèrmica, baixa conductivitat tèrmica i és un carboni difícil de--grafititzar. L'addició de negre de carboni pot millorar eficaçment la resistència a l'escallada dels maons de MgO-C, augmentar la quantitat de carboni residual i augmentar la densitat dels maons.

Els aglutinants que s'utilitzen habitualment en la producció de maons de MgO-C inclouen quitrà de hulla, brea de hulla i brea de petroli, així com resines carbòniques especials, poliols, resines fenòliques modificades per asfalt, resines sintètiques, etc. S'utilitzen els següents tipus d'agents aglutinants:

1) Substàncies semblants a l'asfalt-. L'asfalt de quitrà és un material termoplàstic amb gran afinitat amb el grafit i l'òxid de magnesi, una alta taxa de residus de carboni després de la carbonització i un baix cost. Ha estat molt utilitzat en el passat; tanmateix, l'asfalt de quitrà conté hidrocarburs aromàtics cancerígens, especialment el contingut de benzo-. Alt; a causa de l'augment de la conscienciació mediambiental, l'ús d'asfalt quitrà està disminuint.

2) Substàncies resines. La resina sintètica es produeix per la reacció del fenol i el formaldehid. Es pot barrejar bé amb partícules refractàries a temperatura ambient. Després de la carbonització, la taxa de residus de carboni és alta. És el principal agent aglutinant que s'utilitza actualment en la producció de maons de MgO-C; tanmateix, es forma després de la carbonització. L'estructura de la xarxa vidriada no és ideal per a la resistència al xoc tèrmic i la resistència a l'oxidació dels materials refractaris.

3) Substàncies modificades a base d'asfalt i resina. Si l'aglutinant pot formar una estructura de mosaic i formar material de fibra de carboni in situ després de la carbonització, aquest aglutinant millorarà el rendiment a alta -temperatura del material refractari.

Per tal de millorar la resistència a l'oxidació dels maons de MgO-C, sovint s'afegeix una petita quantitat d'additius. Els additius comuns són Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al{-Mg{-Ca, Si{-Mg{-Ca, SiC i B4C. , BN i els additius de la sèrie Al-B{-C i Al{-SiC-C [5–7] reportats recentment. El principi de funcionament dels additius es pot dividir aproximadament en dos aspectes: d'una banda, des del punt de vista termodinàmic, és a dir, a la temperatura de treball, els additius o additius reaccionen amb el carboni per formar altres substàncies, i la seva afinitat amb l'oxigen és més gran que l'afinitat entre el carboni i l'oxigen. , abans que el carboni s'oxidi per protegir el carboni; d'altra banda, des d'una perspectiva cinètica, els compostos generats per la reacció d'additius amb O2, CO o carboni modifiquen la microestructura dels materials refractaris compostos de carboni, com ara augmentar la densitat, bloquejar els porus, dificultar la difusió d'oxigen i productes de reacció, etc.

Els materials refractaris utilitzats a les primeres línies d'escòria de cullera eren maons alcalins d'alta-qualitat, com ara maons de crom de magnesi-units directament i maons de crom de magnesi-units per electrofusió. Després que els maons de MgO-C es van utilitzar amb èxit als convertidors, els maons de MgO{-C també es van utilitzar a la línia d'escòries de cullera de refinació i van aconseguir bons resultats.

Les investigacions mostren que els maons de MgO-C fets d'una barreja de magnesia fosa i magnesia sinteritzada, més un 15% de grafit en escates de fòsfor i una petita quantitat d'aliatge de magnesi-alumini com a antioxidants, tenen un bon efecte d'ús i tenen una capacitat de 100 tones. Quan s'utilitza a la línia d'escòria de cullera LF, en comparació amb els maons de MgO-C amb un contingut de C del 18% sense antioxidants, la taxa de dany es redueix entre un 20 i un 30% i la taxa d'erosió mitjana és d'1,2-1,3 mm/forn.