Procesul de producție a cărămizilor MgO-C
Principalele materii prime pentru cărămizile MgO-C includ magnezia topită sau magnezia sinterizată, grafitul în fulgi, lianții organici și antioxidanții.
Magnezia
Magnezia este materia primă principală pentru producerea cărămizilor MgO-C, disponibile sub formă de magnezie topită și magnezie sinterizată. În comparație cu magnezia sinterizată, magnezia topită are avantaje precum granule de cristal de periclază mai mari și densitate în vrac mai mare, ceea ce o face materia primă preferată pentru producția de cărămidă MgO-C. Pentru producția de refractare obișnuite pe bază de magnezie-, principalele cerințe pentru materiile prime de magnezie sunt rezistența ridicată la temperatură și rezistența la coroziune, prin urmare se pune accent pe puritatea magneziei și pe raportul C/S și pe conținutul de B₂O₃ în compoziția sa chimică. Odată cu dezvoltarea industriei metalurgice și condițiile de topire din ce în ce mai dure, magnezia utilizată în cărămizile MgO-C pentru echipamentele metalurgice (convertoare, cuptoare electrice, oale etc.) necesită nu numai o compoziție chimică specifică, ci și densitate mare și dimensiune mare a cristalitelor din punct de vedere al microstructurii.
Procesul de producție a cărămizii de carbon de magnezieSursa de carbon
Fie în cărămizi MgO-C tradiționale, fie în cărămizi MgO-C cu conținut scăzut de-carbon, utilizate pe scară largă, grafitul în fulgi este folosit în principal ca sursă de carbon. Grafitul este o materie primă cheie pentru cărămizile cu MgO-C, în principal datorită proprietăților sale fizice excelente: ① non-umiditate de către zgură; ② conductivitate termică ridicată; ③ expansiune termică scăzută. În plus, grafitul nu suferă topire eutectică cu materiale refractare la temperaturi ridicate și are refractaritate ridicată. Puritatea grafitului afectează semnificativ performanța cărămizilor MgO-C; în general, este necesar grafit cu un conţinut de carbon mai mare de 95%, de preferinţă mai mare de 98%.
Pe lângă grafit, negrul de fum este, de asemenea, utilizat în mod obișnuit în producția de cărămizi de magnezie-carbon. Negrul de fum este un material carbonic pulverulent negru foarte dispersat, produs prin descompunerea termică sau arderea incompletă a compușilor de hidrocarburi. Are particule fine (mai puțin de 1 μm), suprafață specifică mare, conținut de carbon de 90–99%, puritate ridicată, rezistivitate electrică ridicată, stabilitate termică ridicată și conductivitate termică relativ scăzută, aparținând categoriei de carbon ne-grafitizant. Adăugarea de negru de fum poate îmbunătăți în mod eficient rezistența la spargere a cărămizilor cu MgO-C, poate crește conținutul de carbon rezidual și poate crește densitatea cărămizilor.
Liant
Lianții obișnuiți utilizați în producția de cărămizi cu MgO-C includ gudron de cărbune, smoală de gudron de cărbune, smoală de petrol, precum și rășini carbonice speciale, polioli, rășini fenolice modificate cu smoală-, rășini sintetice etc. Lianții utilizați pot fi clasificați în următoarele tipuri:
Materiale bazate{0}}pitch. Smul de gudron de cărbune este un material termoplastic cu avantaje precum afinitatea puternică cu grafitul și magnezia, rata ridicată de carbon rezidual după carbonizare și costul scăzut; a fost folosit pe scară largă în trecut. Cu toate acestea, smoala de gudron de cărbune conține hidrocarburi aromatice cancerigene, în special niveluri ridicate de benzopiren. Datorită creșterii gradului de conștientizare a mediului, utilizarea smoală de gudron de cărbune este acum în scădere.
Materiale pe bază{0}}rășină. Rășina sintetică este produsă prin reacția fenolului și formaldehidei. Poate fi amestecat bine cu particule refractare la temperatura camerei și are o rată ridicată de carbon rezidual după carbonizare, ceea ce îl face principalul liant utilizat în prezent pentru cărămizile cu MgO-C. Cu toate acestea, structura rețelei sticloase formată după carbonizarea acesteia nu este ideală pentru rezistența la șoc termic și rezistența la oxidare a materialului refractar.
Materiale modificate pe bază de smoală și rășină. Dacă liantul poate forma o structură și fibre de carbon in-situ după carbonizare, acesta poate îmbunătăți performanța la temperatură-înaltă a materialului refractar.
Antioxidanți
Pentru a îmbunătăți rezistența la oxidare a cărămizilor cu MgO-C, sunt adesea adăugate cantități mici de aditivi. Aditivii obișnuiți includ Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al{-Mg{-Ca, Si{-Mg{-Ca, SiC, B₄C, BN și, mai recent, sistemele Al-B{-C și Al{1}C{{10}1}C{- Mecanismul aditivilor poate fi împărțit aproximativ în două aspecte: unul este din perspectivă termodinamică, unde la temperaturi de lucru, aditivii sau produșii lor de reacție cu carbonul au o afinitate mai mare pentru oxigen decât are carbonul, fiind astfel preferabil oxidați și protejând carbonul; celălalt este dintr-o perspectivă cinetică, în care compușii formați din aditivii care reacţionează cu O₂, CO sau carbon modifică microstructura materialului refractar care conține carbon-, cum ar fi creșterea densității, blocarea porilor și împiedicarea difuziei oxigenului și a produselor de reacție.
