Proces výroby MgO-C tehál
Medzi hlavné suroviny na výrobu tehál MgO{0}}C patrí tavená magnézia alebo spekaná magnézia, vločkový grafit, organické spojivá a antioxidanty.
Magnesia
Horčík je primárnou surovinou na výrobu MgO-C tehál, ktoré sú dostupné vo forme tavenej magnézie a spekanej magnézie. V porovnaní so sintrovanou magnéziou má tavená magnézia výhody, ako sú väčšie zrná kryštálov periklasu a vyššia objemová hustota, vďaka čomu je preferovanou surovinou na výrobu tehál MgO-C. Na výrobu obyčajných žiaruvzdorných-žiaruvzdorných materiálov na báze magnézia sú hlavnými požiadavkami na magnéziové suroviny vysoká-teplotná pevnosť a odolnosť proti korózii, preto sa kladie dôraz na čistotu magnézie a pomer C/S a obsah B₂O₃ v jej chemickom zložení. S rozvojom hutníckeho priemyslu a čoraz drsnejšími podmienkami tavenia vyžaduje magnézia používaná v MgO-C tehlách pre hutnícke zariadenia (konvertory, elektrické pece, panvy atď.) nielen špecifické chemické zloženie, ale aj vysokú hustotu a veľkú veľkosť kryštálov z hľadiska mikroštruktúry.
Proces výroby magnéziových uhlíkových tehál Zdroj uhlíka
Či už ide o tradičné MgO-C tehly alebo široko používané nízkouhlíkové MgO-C tehly, ako zdroj uhlíka sa primárne používa vločkový grafit. Grafit je kľúčovou surovinou pre MgO-C tehly, najmä vďaka svojim vynikajúcim fyzikálnym vlastnostiam: ① -nezmáčavosť troskou; ② vysoká tepelná vodivosť; ③ nízka tepelná rozťažnosť. Okrem toho grafit nepodlieha eutektickému taveniu so žiaruvzdornými materiálmi pri vysokých teplotách a má vysokú žiaruvzdornosť. Čistota grafitu výrazne ovplyvňuje úžitkové vlastnosti MgO-C tehál; všeobecne je potrebný 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 vyrobený tepelným rozkladom alebo nedokonalým spaľovaním uhľovodíkových zlúčenín. Má jemné častice (menej ako 1 μm), veľký špecifický povrch, obsah uhlíka 90 – 99 %, vysokú čistotu, vysoký elektrický odpor, vysokú tepelnú stabilitu a relatívne nízku tepelnú vodivosť, patrí do kategórie uhlíka, ktorý nie je -grafitizujúci. Pridanie sadzí môže účinne zlepšiť odolnosť tehál MgO-C proti odlupovaniu, zvýšiť zvyškový obsah uhlíka a zvýšiť hustotu tehál.
Binder
Bežné spojivá používané pri výrobe MgO-C tehál zahŕňajú uhoľný decht, uhoľnú smolu, ropnú smolu, ako aj špeciálne uhlíkaté živice, polyoly, smolou -modifikované fenolové živice, syntetické živice atď. Použité spojivá možno rozdeliť do nasledujúcich typov:
Materiály založené-na prezentácii. Uhoľný decht je termoplastický materiál s výhodami, ako je silná afinita s grafitom a magnéziou, vysoká miera zvyškového uhlíka po karbonizácii a nízke náklady; v minulosti bol široko používaný. Smola z uhoľného dechtu však obsahuje karcinogénne aromatické uhľovodíky, najmä vysoký obsah benzopyrénu. V dôsledku zvyšujúceho sa environmentálneho povedomia sa v súčasnosti používanie smoly z uhoľného dechtu znižuje.
Materiály na{0}}živici. Syntetická živica sa vyrába reakciou fenolu a formaldehydu. Dá sa dobre zmiešať so žiaruvzdornými časticami pri izbovej teplote a má vysoký zvyškový obsah uhlíka po karbonizácii, čo z neho robí hlavné spojivo, ktoré sa v súčasnosti používa pre tehly MgO-C. Štruktúra sklovitej siete vytvorená po jej karbonizácii však nie je ideálna pre odolnosť žiaruvzdorného materiálu voči teplotným šokom a oxidáciu.
Modifikované materiály na báze smoly a živice. Ak spojivo dokáže po karbonizácii vytvoriť 镶嵌 štruktúru a in{1}}uhlíkové vlákna, môže zlepšiť výkonnosť žiaruvzdorného materiálu pri vysokých{2}}teplotách.
Antioxidanty
Na zlepšenie odolnosti tehál MgO{0}}C proti oxidácii sa často pridávajú malé množstvá prísad. Bežné prísady zahŕňajú Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si{6}}Mg-Ca, SiC, B₄C, BN a nedávno oznámené systémy Al-B-C a AlSiC{10}. Mechanizmus aditív možno zhruba rozdeliť na dva aspekty: jeden je z termodynamického hľadiska, kde pri pracovných teplotách majú aditíva alebo ich reakčné produkty s uhlíkom väčšiu afinitu ku kyslíku ako uhlík, čím sa prednostne oxidujú a chránia uhlík; druhá je z kinetického hľadiska, kde zlúčeniny vytvorené aditívami reagujúcimi s O₂, CO alebo uhlíkom menia mikroštruktúru žiaruvzdorného materiálu obsahujúceho uhlík, ako je zvýšenie hustoty, blokovanie pórov a zamedzenie difúzie kyslíka a reakčných produktov.
