Magnesia Karbon Tuğla Refrakter

Sentetik katran bağlayıcıyla soğuk-karıştırma işlemine göre üretilen geleneksel magnezya-karbon tuğlası refrakter, katran hasar gördükçe sertleşir ve gerekli gücü kazanır, böylece izotropik camsı karbon oluşur. Karbon, pişirme veya astarın işlenmesi sırasında büyük miktardaki stresin zamanında hafifletilmesini sağlayabilen termoplastiklik sergilemez. Asfalt bağlayıcılarla üretilen manyezit-karbon tuğlaları, asfaltın karbonizasyon işlemi sırasında oluşan anizotropik grafitleştirilmiş kok yapısından dolayı yüksek-sıcaklık plastisitesine sahiptir.

üretim süreci

MgO-C tuğlaların ana hammaddeleri arasında erimiş magnezya veya sinterlenmiş magnezya, pul grafit, organik bağlayıcılar ve antioksidanlar bulunur.

manyezit

Magnezya, MgO-C tuğlalarının üretimi için ana hammaddedir ve erimiş magnezya ve sinterlenmiş manyezit olarak ikiye ayrılır. Sinterlenmiş manyezit ile karşılaştırıldığında, erimiş manyezit, kaba periklaz kristal taneleri ve yüksek parçacık hacim yoğunluğu avantajlarına sahiptir ve magnezya karbon tuğla refrakter üretiminde kullanılan ana hammaddedir. Sıradan magnezya refrakter malzemelerinin üretimi, magnezya hammaddelerinin yüksek-sıcaklık mukavemetine ve korozyon direncine sahip olmasını gerektirir. Bu nedenle magnezyanın saflığına, kimyasal bileşimindeki C/S oranına ve B2O3 içeriğine dikkat edilmelidir. Metalurji endüstrisinin gelişmesiyle birlikte eritme koşulları giderek daha zorlu hale geliyor. Metalurji ekipmanlarında (konvertörler, elektrikli fırınlar, potalar vb.) kullanılan MgO-C tuğlalarda kullanılan magnezya, kimyasal bileşiminin yanı sıra organizasyon yapısı açısından da yüksek yoğunluk ve yüksek yoğunluk gerektirmektedir. Büyük kristal.

İster geleneksel MgO-C tuğlalarında ister yaygın olarak kullanılan düşük-karbonlu MgO-C tuğlalarında olsun, pul grafit esas olarak karbon kaynağı olarak kullanılır. MgO-C tuğlaların üretimi için ana hammadde olan grafit, temel olarak mükemmel fiziksel özelliklerinden yararlanır: ① Cürufun-ıslanmaması. ②Yüksek ısı iletkenliği. ③Düşük termal genleşme. Ayrıca grafit ve refrakter malzemeler yüksek sıcaklıklarda erimez ve yüksek refrakterliğe sahiptir. Grafitin saflığının MgO-C tuğlaların performansı üzerinde büyük etkisi vardır. Genel olarak karbon içeriği %95'in üzerinde, tercihen %98'in üzerinde olan grafit kullanılmalıdır.

Magnezya karbon tuğla refrakter üretiminde grafitin yanı sıra karbon siyahı da yaygın olarak kullanılmaktadır. Karbon siyahı, hidrokarbonların termal ayrışması veya eksik yanması sonucu üretilen oldukça dağılmış siyah toz halinde karbonlu bir malzemedir. Karbon karası parçacıkları küçüktür (1 μm'den az), özgül yüzey alanı büyüktür ve karbonun kütle oranı %90~ 99'dur, yüksek saflıkta, büyük toz direncine, yüksek termal stabiliteye, düşük termal iletkenliğe sahiptir ve karbonu--zor bir şekilde grafitleştirir. Karbon siyahının eklenmesi, MgO-C tuğlaların dağılma direncini etkili bir şekilde iyileştirebilir, artık karbon miktarını artırabilir ve tuğlaların yoğunluğunu arttırabilir.

MgO-C tuğlaların üretiminde yaygın olarak kullanılan bağlayıcılar arasında kömür katranı, kömür zifti ve petrol zifti ile özel karbonlu reçineler, polioller, asfaltla modifiye edilmiş fenolik reçineler, sentetik reçineler vb. yer alır. Aşağıdaki bağlayıcı madde türleri kullanılır:

1) Asfalt-benzeri maddeler. Katranlı asfalt, grafit ve magnezyum okside afinitesi yüksek, karbonizasyon sonrası karbon kalıntı oranı yüksek, maliyeti düşük olan termoplastik bir malzemedir. Geçmişte yaygın olarak kullanılmıştır; ancak katran asfaltı kanserojen aromatik hidrokarbonlar, özellikle de benzo- içeriği içerir. Yüksek; Artan çevre bilinci nedeniyle katranlı asfalt kullanımı artık azalıyor.

2) Reçine maddeleri. Sentetik reçine fenol ve formaldehitin reaksiyonuyla üretilir. Oda sıcaklığında refrakter parçacıklarla iyice karışabilir. Karbonizasyon sonrasında karbon kalıntı oranı yüksektir. Şu anda MgO-C tuğlalarının üretiminde kullanılan ana bağlayıcı maddedir; ancak karbonizasyondan sonra oluşur. Camsı ağ yapısı, refrakter malzemelerin termal şok direnci ve oksidasyon direnci için ideal değildir.

3) Asfalt ve reçine bazlı modifiye edilmiş maddeler. Bağlayıcı bir mozaik yapı oluşturabilir ve karbonizasyondan sonra yerinde karbon fiber malzeme oluşturabilirse, bu durumda bu bağlayıcı, refrakter malzemenin yüksek-sıcaklık performansını artıracaktır.

MgO-C tuğlalarının oksidasyon direncini arttırmak için sıklıkla az miktarda katkı maddesi eklenir. Yaygın katkı maddeleri Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC ve B4C'dir. , BN ve yakın zamanda bildirilen Al-B-C ve Al-SiC-C serisi katkı maddeleri [5–7]. Katkı maddelerinin çalışma prensibi kabaca iki kısma ayrılabilir: Bir yandan, termodinamik açıdan, yani çalışma sıcaklığında, katkı maddeleri veya katkı maddeleri karbonla reaksiyona girerek başka maddeler oluşturur ve bunların oksijenle ilgisi, karbon ve oksijen arasındaki ilgiden daha büyüktür. , karbonu korumak için karbonun oksitlenmesinden önce; Öte yandan kinetik açıdan bakıldığında, katkı maddelerinin O2, CO veya karbon ile reaksiyonu sonucu oluşan bileşikler, karbon kompozit refrakter malzemelerin mikro yapısını, Yoğunluğu arttırmak, gözenekleri tıkamak, oksijen ve reaksiyon ürünlerinin difüzyonunu engellemek vb. gibi değişikliklere uğratır.

İlk pota cürufu hatlarında kullanılan refrakter malzemeler, doğrudan bağlı magnezya-krom tuğlalar ve elektrofüzyon bağlı magnezya-krom tuğlalar gibi yüksek-kaliteli alkali tuğlalardı. MgO-C tuğlalarının konvertörlerde başarıyla kullanılmasının ardından, MgO-C tuğlaları rafinaj potası cüruf hattında da kullanıldı ve iyi sonuçlar elde edildi.

Araştırmalar, erimiş magnezya ve sinterlenmiş magnezyanın yanı sıra %15 fosfor pul grafit ve antioksidan olarak az miktarda magnezyum-alüminyum alaşımının karışımından yapılan MgO-C tuğlaların iyi kullanım etkilerine sahip olduğunu ve 100 ton kapasiteye sahip olduğunu göstermektedir. LF pota cüruf hattında kullanıldığında, antioksidan içermeyen %18 C içeriğine sahip MgO-C tuğlalarla karşılaştırıldığında hasar oranı %20-30 azalır ve ortalama erozyon oranı 1,2-1,3 mm/fırındır.