Cărămizi refractare cu magnezie carbon

Magnezia-cărămizi refractare de carbon convenționale , fabricată conform procesului de-amestecare la rece cu un liant sintetic de gudron, se întărește și capătă rezistența necesară pe măsură ce gudronul este deteriorat, formând astfel carbon sticlos izotrop. Carbonul nu prezintă termoplasticitate, ceea ce poate oferi ameliorarea în timp util a unor cantități mari de stres în timpul coacerii sau manipulării căptușelii. Cărămizile de carbon-magneziei produse cu lianți de asfalt au plasticitate ridicată-la temperatură ridicată datorită structurii de cocs grafitizat anizotrop formată în timpul procesului de carbonizare a asfaltului.

procesul de productie

Principalele materii prime ale cărămizilor MgO-C includ magnezia topită sau magnezia sinterizată, grafit în fulgi, lianți organici și antioxidanți.

magnezia

Magnezia este principala materie primă pentru producția de cărămizi MgO-C și este împărțită în magnezia topită și magnezia sinterizată. În comparație cu magnezia sinterizată, magnezia topită are avantajele granulelor de cristal de periclază grosiere și densitatea mare a volumului de particule și este principala materie primă utilizată în producția de cărămizi refractare cu magnezie de carbon. Producția de materiale refractare obișnuite cu magnezie necesită ca materiile prime din magnezie să aibă o rezistență ridicată la temperatură-și rezistență la coroziune. Prin urmare, trebuie acordată 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 solicitante. Magnezia utilizată în cărămizile MgO–C utilizate în echipamentele metalurgice (convertoare, cuptoare electrice, oale etc.), pe lângă compoziția chimică, necesită și densitate mare și densitate mare din punct de vedere al structurii organizatorice. Cristal mare.

Fie în cărămizi tradiționale de MgO-C, fie în cărămizi de MgO-C cu conținut scăzut de carbon{-folosite pe scară largă, grafitul în fulgi este folosit în principal ca sursă de carbon. Grafitul, ca materie primă principală pentru producția de cărămizi cu MgO-C, beneficiază în principal de proprietățile sale fizice excelente: ① Ne-umedarea zgurii. ②Conductivitate termică ridicată. ③ Expansiune termică scăzută. În plus, grafitul și materialele refractare nu fuzionează la temperaturi ridicate și au o refractaritate ridicată. Puritatea grafitului are o mare influență asupra performanței cărămizilor MgO-C. În general, ar trebui 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 refractare cu 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), suprafața specifică este mare, iar fracția de masă a carbonului este de 90 ~ 99%, puritate ridicată, rezistivitate mare a pulberii, stabilitate termică ridicată, conductivitate termică scăzută și este un carbon greu de grafit--. Adăugarea de negru de fum poate îmbunătăți în mod eficient rezistența la spargere a cărămizilor cu MgO-C, poate crește cantitatea de carbon rezidual și poate crește densitatea cărămizilor.

Lianții utilizați în mod obișnuit în producția de cărămizi cu MgO-C includ gudron de cărbune, smoală de cărbune și smoală de petrol, precum și rășini carbonice speciale, polioli, rășini fenolice modificate cu asfalt, rășini sintetice etc. Sunt utilizate următoarele tipuri de agenți de legare:

1) Substanțe asemănătoare-asfaltului. Asfaltul de gudron este un material termoplastic cu afinitate mare pentru grafit și oxid de magneziu, cu o rată ridicată de reziduuri de carbon după carbonizare și cu costuri reduse. A fost folosit pe scară largă în trecut; totuși, asfaltul de gudron conține hidrocarburi aromatice cancerigene, în special conținutul de benzo-. Ridicat; din cauza conștientizării sporite a mediului, utilizarea asfaltului de gudron este acum în scădere.

2) Substanțe rășină. Rășina sintetică este produsă prin reacția fenolului și formaldehidei. Poate fi bine amestecat cu particule refractare la temperatura camerei. După carbonizare, rata reziduurilor de carbon este mare. Este principalul agent de legare utilizat în prezent în producția de cărămizi MgO-C; cu toate acestea, se formează după carbonizare. Structura rețelei sticloase nu este ideală pentru rezistența la șoc termic și rezistența la oxidare a materialelor refractare.

3) Substante modificate pe baza de asfalt si rasina. Dacă liantul poate forma o structură de mozaic și poate forma material din fibră de carbon in situ după carbonizare, atunci acest liant va îmbunătăți performanța la temperatură înaltă a materialului refractar.

Pentru a îmbunătăți rezistența la oxidare a cărămizilor cu MgO-C, se adaugă adesea o cantitate mică de aditivi. Aditivii obișnuiți sunt Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al{-Mg{-Ca, Si{-Mg{-Ca, SiC și B4C. , BN și aditivii din seria Al-B{-C și Al{-SiC-C [5–7] raportați recent. Principiul de funcționare al aditivilor poate fi împărțit aproximativ în două aspecte: pe de o parte, din punct de vedere termodinamic, adică la temperatura de lucru, aditivii sau aditivii reacționează cu carbonul pentru a forma alte substanțe, iar afinitatea lor cu oxigenul este mai mare decât afinitatea dintre carbon și oxigen. , înainte ca carbonul să fie oxidat pentru a proteja carbonul; pe de altă parte, din perspectivă cinetică, compușii generați de reacția aditivilor cu O2, CO sau carbon modifică microstructura materialelor refractare compozite de carbon, cum ar fi creșterea densității, blocarea porilor, împiedicarea difuziei oxigenului și a produselor de reacție etc.

Materialele refractare utilizate în primele linii de zgură de oală erau cărămizi alcaline de-înaltă calitate, cum ar fi cărămizi de magneză-crom legate direct și cărămizi de magneză-crom lipite prin electrofuziune. După ce cărămizile de MgO-C au fost utilizate cu succes în convertoare, cărămizile de MgO{-C au fost folosite și în linia de rafinare a zgurii de oală și au obținut rezultate bune.

Cercetările arată că cărămizile MgO-C realizate dintr-un amestec de magnezie topită și magnezie sinterizată, plus 15% grafit de fulgi de fosfor și o cantitate mică de aliaj de magneziu-aluminiu ca antioxidanți, au efecte bune de utilizare și au o capacitate de 100 de tone. Când sunt utilizate în linia de zgură LF, în comparație cu cărămizile MgO-C cu un conținut de C de 18% fără antioxidanți, rata de deteriorare este redusă cu 20-30%, iar rata medie de eroziune este de 1,2-1,3 mm/cuptor.