Cărămida de carbon de magneziu este realizată din oxid alcalin cu punct de topire ridicat, oxid de magneziu (punct de topire 2800 de grade) și material de carbon cu punct de topire ridicat, care este greu de infiltrat de zgură, cu diverși aditivi non-oxidați adăugați. Un material refractar compozit de carbon care nu arde, realizat prin combinarea lianților carbonați. Cărămizile de carbon de magnezie sunt utilizate în principal pentru căptușeală convertoare, cuptoare cu arc de curent alternativ, cuptoare cu arc de curent continuu, linii de zgură în oale de oțel și alte piese.
Cărămida de carbon de magnezie, ca material refractar compozit, utilizează eficient rezistența puternică la eroziunea zgurii a nisipului de magnezie și conductivitatea termică ridicată și expansiunea scăzută a carbonului, compensând cel mai mare dezavantaj al rezistenței slabe la spargere a nisipului de magnezie.
Principalele sale caracteristici includ: rezistență bună la temperaturi ridicate, rezistență puternică la zgură, rezistență bună la șocuri termice și fluaj-scăzut la temperatură ridicată.
Procesul de producție
Materii prime
Principalele materii prime pentru cărămizile MgO-C includ magnezia topită sau sinterizată, grafitul în fulgi, lianții organici și antioxidanții.
Nisip de magnezie
Nisipul de magnezie este principala materie primă pentru producerea cărămizilor MgO-C, care pot fi împărțite în magnezie topită și magnezie sinterizată. În comparație cu magnezia sinterizată, magnezia topită are avantajele granulelor grosiere de spinel și densitatea mare a volumului de particule și este principala materie primă utilizată în producția de cărămizi de carbon de magnezie. Pentru a produce materiale refractare de magnezie obișnuite, principalele cerințe pentru magnezia materiilor prime sunt rezistența la temperaturi ridicate și rezistența la coroziune. Prin urmare, se acordă atenție purității magneziei și raportului C/S și conținutului de B2O3 din compoziția sa chimică. Odată cu dezvoltarea industriei metalurgice, condițiile de topire devin din ce în ce mai stricte. Magnezia utilizată în cărămizile de MgO-C aplicate în echipamentele metalurgice (convertoare, cuptoare electrice, oale etc.) necesită nu numai densitate mare și cristalinitate mare din punct de vedere al compoziției chimice, ci și din punct de vedere al structurii organizatorice.
Sursa de carbon
Fie în cărămizi tradiționale de MgO-C, fie în cărămizi cu MgO-C cu conținut scăzut de-carbon, utilizate pe scară largă, grafitul în fulgi este folosit în principal ca sursă de carbon. Grafitul, ca materie primă principală pentru producerea cărămizilor cu MgO-C, beneficiază în principal de proprietățile sale fizice excelente: ① neumezibilitatea la zgură. ② Conductivitate termică ridicată. ③ Expansiune termică scăzută. În plus, grafitul și materialele refractare nu suferă eutectici la temperaturi ridicate, rezultând o refractaritate ridicată. Puritatea grafitului are un impact semnificativ asupra performanței cărămizilor MgO-C. În general, trebuie utilizat grafit cu un conținut de carbon mai mare de 95%, de preferință mai mare de 98%.
Pe lângă grafit, negrul de fum este, de asemenea, utilizat în mod obișnuit în producția de cărămizi de carbon de magnezie. Negrul de fum este un material carbonic pulverulent negru foarte dispersat, produs prin descompunerea termică sau arderea incompletă a hidrocarburilor. Particulele de negru de fum sunt mici (mai puțin de 1 μm), cu o suprafață specifică mare, o fracție de masă de carbon de 90-99%, puritate ridicată, rezistivitate ridicată a pulberii, stabilitate termică ridicată și conductivitate termică scăzută, ceea ce face dificilă grafitizarea carbonului. Adăugarea de negru de fum poate îmbunătăți în mod eficient proprietățile anti-decapare ale cărămizilor MgO-C, poate crește conținutul de carbon rezidual și poate crește densitatea cărămizilor.
Liant
Lianții utilizați în mod obișnuit pentru producerea cărămizilor cu MgO-C includ gudron de cărbune, smoală de gudron de cărbune, asfalt petrolier, precum și rășini carbonice speciale, polioli, rășini fenolice modificate asfalt, rășini sintetice etc. Există mai multe tipuri de lianți utilizați:
1) Substanțe asfaltice. Asfaltul de gudron este un material termoplastic cu afinitate mare pentru grafit și oxid de magneziu, o rată ridicată de carbon rezidual după carbonizare și un cost redus. A fost folosit pe scară largă în trecut; Cu toate acestea, smoala de gudron conține hidrocarburi aromatice cancerigene, în special niveluri ridicate de benzo[b]piren; Datorită întăririi conștientizării mediului, utilizarea smoală de gudron este în scădere acum.
2) Substanțe pe bază de rășină. Rășina sintetică este produsă prin reacția fenolului și formaldehidei și poate fi bine amestecată cu particule refractare la temperatura camerei. După carbonizare, rata de carbon rezidual este ridicată și este în prezent principalul liant utilizat în producția de cărămizi cu MgO-C; Dar structura rețelei sticloase formată după carbonizare nu este ideală pentru rezistența la șoc termic și rezistența la oxidare a materialelor refractare.
3) O substanță obținută prin modificarea asfaltului și a rășinii. Dacă liantul poate forma structuri încorporate și materiale din fibră de carbon in-situ după carbonizare, atunci acest liant va îmbunătăți performanța la temperatură-înaltă a materialelor refractare.
Antioxidant
Pentru a îmbunătăți rezistența la oxidare a cărămizilor cu MgO-C, se adaugă adesea cantități mici de aditivi. Aditivii obișnuiți includ Si, Al, Mg, Al Si, Al Mg, Al Mg Ca, Si Mg Ca, SiC, B4C, BN și sistemele Al-B{-C și Al{-SiC-C raportate recent. Principiul de acțiune al aditivilor poate fi împărțit aproximativ în două aspecte: pe de o parte, din perspectivă termodinamică, adică la temperatura de lucru, aditivii sau aditivii reacționează cu carbonul pentru a produce alte substanțe, care au o afinitate mai mare pentru oxigen decât carbonul și oxigenul și au prioritate față de oxidarea carbonului pentru a proteja carbonul; Pe de altă parte, din perspectivă cinetică, aditivii pot reacționa cu O2, CO sau carbon pentru a produce compuși care modifică microstructura materialelor refractare compozite de carbon, cum ar fi creșterea densității, blocarea porilor și împiedicarea difuziei oxigenului și a produselor de reacție.
