Magnezitno-ugljične opeke vatrostalne

Konvencionalna vatrostalna opeka od magnezij-ugljika, proizvedena postupkom hladnog-miješanja sa sintetičkim katranskim vezivom, stvrdnjava se i dobiva potrebnu čvrstoću kako se katran oštećuje, stvarajući tako izotropni staklasti ugljik. Ugljik ne pokazuje termoplastičnost, što može omogućiti pravovremeno oslobađanje velikih količina stresa tijekom pečenja ili rukovanja podstavom. Magnezitno-ugljične opeke proizvedene s asfaltnim vezivima imaju visoku visoko{5}}temperaturnu plastičnost zbog anizotropne strukture grafitiziranog koksa koja nastaje tijekom procesa karbonizacije asfalta.

proces proizvodnje

Glavne sirovine za MgO–C opeke uključuju taljeni ili sinterirani magnezijev oksid, grafit u obliku ljuskica, organska veziva i antioksidanse.

magnezijev oksid

Magnezit je glavna sirovina za proizvodnju MgO–C opeke, a dijeli se na taljeni magnezit i sinterirani magnezit. U usporedbi sa sinteriranim magnezijevim oksidom, topljeni magnezijev oksid ima prednosti grubih kristalnih zrna periklaza i velike gustoće volumena čestica, te je glavna sirovina koja se koristi u proizvodnji vatrostalnih materijala od magnezijskih karbonskih opeka. Proizvodnja običnih magnezijevih vatrostalnih materijala zahtijeva da magnezijeve sirovine imaju visoku-temperaturnu čvrstoću i otpornost na koroziju. Stoga treba obratiti pozornost na čistoću magnezijevog oksida te odnos C/S i sadržaj B2O3 u njegovom kemijskom sastavu. S razvojem metalurške industrije uvjeti taljenja postaju sve zahtjevniji. Magnezit koji se koristi u MgO–C opekama koje se koriste u metalurškoj opremi (konvertori, električne peći, lonci itd.), osim kemijskog sastava, također zahtijeva visoku gustoću i visoku gustoću u smislu organizacijske strukture. Veliki kristal.

Bilo u tradicionalnim MgO-C opekama ili široko korištenim nisko-ugljičnim MgO-C opekama, grafit u obliku ljuski uglavnom se koristi kao izvor ugljika. Grafit, kao glavna sirovina za proizvodnju MgO-C opeke, uglavnom ima koristi od svojih izvrsnih fizičkih svojstava: ① Ne-vlaženje troske. ②Visoka toplinska vodljivost. ③Nisko toplinsko širenje. Osim toga, grafit i vatrostalni materijali ne stapaju se na visokim temperaturama i imaju visoku vatrostalnost. Čistoća grafita ima veliki utjecaj na performanse MgO-C opeke. Općenito, treba koristiti grafit s udjelom ugljika većim od 95%, po mogućnosti većim od 98%.

Osim grafita, čađa se također često koristi u proizvodnji vatrostalnih materijala od magnezijskih ugljičnih opeka. Čađa je visoko dispergirani crni praškasti ugljični materijal proizveden toplinskom razgradnjom ili nepotpunim izgaranjem ugljikovodika. Čestice čađe su male (manje od 1 μm), specifična površina je velika, a maseni udio ugljika je 90~ 99%, visoka čistoća, velika otpornost praha, visoka toplinska stabilnost, niska toplinska vodljivost, te je ugljik koji se teško --grafitizira. Dodavanje čađe može učinkovito poboljšati otpornost na pucanje MgO-C opeka, povećati količinu zaostalog ugljika i povećati gustoću opeke.

Uobičajena veziva u proizvodnji MgO-C opeke uključuju katran ugljena, smolu ugljena i naftni smolu, kao i posebne ugljične smole, poliole, fenolne smole modificirane asfaltom, sintetičke smole itd. Koriste se sljedeće vrste veziva:

1) Asfaltu-slične tvari. Katranski asfalt je termoplastični materijal s visokim afinitetom prema grafitu i magnezijevom oksidu, visokom stopom ostatka ugljika nakon karbonizacije i niskom cijenom. U prošlosti se naširoko koristio; međutim, katranski asfalt sadrži kancerogene aromatske ugljikovodike, posebno sadržaj benzo-. Visoko; zbog povećane ekološke svijesti, sada se smanjuje upotreba katranskog asfalta.

2) Smolaste tvari. Sintetička smola nastaje reakcijom fenola i formaldehida. Može se dobro miješati s vatrostalnim česticama na sobnoj temperaturi. Nakon karbonizacije, stopa ostatka ugljika je visoka. To je glavno vezivno sredstvo koje se trenutno koristi u proizvodnji MgO-C opeke; međutim, formira se nakon karbonizacije. Struktura staklene mreže nije idealna za otpornost na toplinski udar i otpornost na oksidaciju vatrostalnih materijala.

3) Supstance modificirane na bazi asfalta i smole. Ako vezivo može formirati mozaičnu strukturu i oblikovati materijal od ugljičnih vlakana na licu mjesta nakon karbonizacije, tada će ovo vezivo poboljšati visoko{2}}temperaturne performanse vatrostalnog materijala.

Kako bi se poboljšala otpornost na oksidaciju MgO-C opeke, često se dodaje mala količina aditiva. Uobičajeni aditivi su Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC i B4C. , BN i nedavno objavljeni aditivi serije Al-B-C i Al-SiC-C [5–7]. Načelo rada aditiva može se grubo podijeliti u dva aspekta: s jedne strane, s termodinamičkog gledišta, to jest, na radnoj temperaturi, aditivi ili aditivi reagiraju s ugljikom u obliku drugih tvari, a njihov afinitet prema kisiku veći je od afiniteta između ugljika i kisika. , prije oksidacije ugljika radi zaštite ugljika; s druge strane, iz kinetičke perspektive, spojevi koji nastaju reakcijom aditiva s O2, CO ili ugljikom mijenjaju mikrostrukturu karbonskih kompozitnih vatrostalnih materijala, poput povećanja gustoće, blokiranja pora, ometanja difuzije kisika i produkata reakcije itd.

Vatrostalni materijali koji su se koristili u ranim linijama troske za lonac bile su visoko{0}}alkalne opeke kao što su izravno spojene magnezij-krom opeke i elektrofuzijski spojene magnezij-krom opeke. Nakon što su opeke MgO-C uspješno korištene u konvertorima, opeke MgO-C također su korištene u liniji troske za pročišćavanje i postigle su dobre rezultate.

Istraživanja pokazuju da MgO-C opeke izrađene od mješavine topljenog magnezijevog oksida i sinteriranog magnezijevog oksida, plus 15% fosfornog ljuspičastog grafita i male količine magnezij-aluminijske legure kao antioksidansa, imaju dobre učinke i imaju kapacitet od 100 tona. Kada se koristi u LF liniji troske s loncem, u usporedbi s MgO-C opekama s udjelom C od 18% bez antioksidansa, stopa oštećenja smanjena je za 20-30%, a prosječna stopa erozije je 1,2-1,3 mm/peći.