Magnesia Carbon Brickist ein Verbundmaterial von Magnesia -Sand und Kohlenstoff, unter dem Graphit der Schlüssel ist, um die Schlackendurchdringung und die Korrosionsbeständigkeit zu hemmen, während Harzkohlenstoff die Strukturfestigkeit von Magnesitkohlenstoffstein baut; Aber sowohl Harzkohlenstoff als auch Graphit haben die größte Schwäche, leicht oxidiert zu werden.
Es gibt zwei Hauptmethoden der Kohlenstoffoxidation in MGO -Kohlenstoffsteinen. Eine ist die Oxidation von Kohlenstoff durch Gasphasenkomponenten und die andere Oxidation oxidierter Komponenten in Schlacke oder Stahl. Die oxidierten Komponenten in Schlacke oder Stahl sind hauptsächlich (Fexo) und [o] usw.; Diese Oxidation erfolgt mit der Infiltration der entsprechenden Flüssigkeitsphase in den Magnesiumkohlenstoffstein, wie in der Formel (1) und der Formel (2) gezeigt:
Fexo+C → Fe+Co (1)
Mno+c → mn+co (2)
Antioxidantien werden verwendet, um die Oxidation von Graphit durch Gasphase und flüssige Phase zu verhindern. Gegenwärtig sind die in Magnesia-Kohlenstoffsteine verwendeten Antioxidantien hauptsächlich Metall und Nichtmetall. Metall-Antioxidantien umfassen hauptsächlich Al, Si, Al-Mg usw., während nichtmetalische Antioxidantien hauptsächlich B4C, ZRB2, SiC usw. umfassen
Unter Metallantioxidantien ist das am häufigsten verwendete Metall -Al -Pulver, das zuerst mit Kohlenstoff bei hoher Temperatur zu Al4C3 reagiert, und Al4c3 reagiert mit CO (G) und dergleichen. Der spezifische Wirkmechanismus ist wie folgt:
4Al +3 c=al4c3 (3)
2al +3 co=al2o 3+3 c (4)
AL4C 3+6 co =2 Al2o 3+9 C (5)
Al2o 3+ Mgo=Mgo · al2o3 (6)
Da Metall al oder Al4c3 an der Reaktion beteiligt ist, nimmt der Sauerstoff -Partialdruck im Ziegel ab und Graphit und dergleichen sind geschützt. Der Antioxidierungsmechanismus von Metall Si ist ähnlich.
Der Antioxidationseffekt von Metall AL ist relativ gut, was hauptsächlich aus zwei Punkten stammt. Erstens die Verringerung des Sauerstoff -Partialdrucks in Magnesiumkohlenstoffziegel um die Formel (3) ~ (4); Zweitens lässt der Volumenexpansionseffekt der Reaktion der Formel (6) die Struktur von Magnesium -Kohlenstoff -Ziegeln dicht. Gleichzeitig erreichen die Gleichungen (3) und (6) auch die hohe Hochtemperaturflexstärke von MGO-C-Ziegeln, weshalb die meisten MGO-C-Ziegel Metallpulver als Antioxidans verwenden. Da die Reaktionsgleichung (3) jedoch von einem großen Volumeneffekt begleitet wird, beträgt die Menge an Metall -Al -zu -Magnesia -Kohlenstoffsteinen im Allgemeinen weniger als 3%. Der Volumeneffekt von Metall Si im Antioxidationsprozess ist relativ gering, aber Metall Si erzeugt M2S (2mgo · SiO2) aufgrund der Oxidation von SiO2, wodurch die Hochtemperaturleistung des Materials reduziert wird.
Neben der Reaktion mit Kohlenstoff, um sic zu erzeugen, kann Metall-Si-Pulver auch ritterliche sic-Fasern bilden, um die Festigkeit zu verbessern. Daher werden als Antioxidans für MGO-C-Ziegel im Allgemeinen in Kombination Metall-Al-Pulver und SI-Pulver verwendet. Beim Entwerfen einer neuen Schlackenlinie MGO-C-Ziegelstein werden Metallpulver und SI-Pulver als Antioxidantien zugesetzt, und ihre Lebensdauer ist länger als die der ursprünglichen herkömmlichen Schlackenlinien-MGO-C-Ziegel. Aus Sicht der Mikrostruktur werden MGO-C-Ziegel mit zugesetztem Al, Si usw. beobachtet und diskutiert, und der Antioxidationsmechanismus wird in Verbindung mit der Thermodynamik analysiert.
In Bezug auf andere Metallantioxidantien werden üblicherweise Mg-Al-Legierungen verwendet. Zhang Jin und Zhu Boquan fügten MG-Al-Alloy-Pulver als Antioxidans zu kohlenstoffarmen Kohlenstoffsteinen mit kohlenstoffarmen Magnesium hinzu. Der Wirkungsmechanismus der Mg-Al-Legierung ähnelt dem von AL, und Mg beschleunigt auch die Bildung der sekundären Periklaseschicht, wodurch die Oxidationsbeständigkeit von Magnesiumkohlenstoffziegel signifikant verbessert wird.
Im Vergleich zu Metallantioxidantien wurden in den letzten Jahren nicht-metale Antioxidantien mehr untersucht und haben auch sehr gute antioxidative Eigenschaften gezeigt. Nichtmetalische Antioxidantien umfassen hauptsächlich B4C, ZRB2, MGB2, Zinn, SIC usw., aber im Vergleich zu anderen Antioxidantien ist die Wirkung von SIC relativ schlecht. Nichtmetalische Antioxidantien (wie Beispiele für B4C und ZRB2) werden die folgenden Reaktionen in Magnesium-Kohlenstoffsteinen unterzogen:
B4c +6 co =2 b2o 3+7 c (7)
Zrb 2+5 co=zro 2+ b2o 3+5 c (8)
Der durch die Reaktion erzeugte B2O3 reagiert mit MGO und anderen, um eine Blockierungsschicht zu bilden, wodurch die fortgesetzte Oxidation von Magnesium -Kohlenstoff -Ziegeln verhindert wird.
Durch die Messung der funktionellen Beziehung zwischen Kohlenstoffmassenverlust und Temperatur (13 0 0 und 1500 Grad) und Zeit (2, 4 und 6h) wurde die Oxidationsresistenz von mgo-c-refraktären Proben mit 0, 1% und 3% und 3% Antioxidantien (AL, SI, SIC und B4C) zugesetzt. Es wird angenommen, dass B4C das effektivste Antioxidans mit 1300 Grad und 1500 Grad ist, insbesondere bei 1500 Grad. Der Effekt ist viel besser als die anderen drei, da auf der Oberfläche des Ziegels eine undurchlässige und dichte MG3B2O6 -Schicht gebildet wird. Obwohl SIC auch die Oxidationsbeständigkeit von Magnesia -Kohlenstoffziegeln verbessern kann, ist der Effekt im Vergleich schlechter. Experimentelle Methoden wie thermogravimetrische Analyse und Röntgenbeugung bestätigten, dass B4C während des Brandprozesses unter 1000 Grad oxidiert wurde, um 3 mgo · B2O3 zu erhalten, das bei hoher Temperatur stabil ist.
MGB2 und andere Antioxidantien wurden in Magnesia -Kohlenstofffeuerfestmaterialien verwendet. Sie wurden in kohlenstoff begrabenen und Luftatmosphären kalkiniert. Die Ergebnisse zeigten, dass die antioxidative Wirkung B4C unterlegen und besser als Al Pulver und Si -Pulver war. Es wurde darauf hingewiesen, dass der angemessene Zugangsmassenanteil von MGB2 in Magnesia -Kohlenstofffeuerfestmaterial etwa 3%betrug. Es wurden zwei MGO-C-Ziegelproben ohne Zusatzstoffe und mit 2% kohlenstoffhaltigem Zinn hergestellt. Die Ergebnisse des Treffererosionsbeständigkeitstests zeigten, dass die Schlackenerosionsresistenz der Probe mit Zinn signifikant besser war als die der Probe ohne Zusatzstoffe. Der Hauptgrund, warum Tin die Schlackenerosionsbeständigkeit von Magnesit -Kohlenstoff -Ziegeln verbessert, ist, dass das Oxidationsprodukt TiO2 von Zinn in der Reaktionsschicht mit CAO in der Schlacke reagiert, um Catio3 mit einem Schmelzpunkt von 197 0 Grad zu bilden; TiO2, die durch Oxidation von Zinn in der dekarburierten Schicht gebildet wird, reagiert mit C, CaO und MGO, um Catio3 und 2MGO zu bilden. TiO2, TIC, Ti (C, N) Feststofflösung usw. sind alle Mineralphasen mit hohen Schmelzpunkten, die die Viskosität der Schlacke erhöhen und die Penetration der Schlacke verringern, wodurch die Schlackenerosionsbeständigkeit von Magnesium -Kohlenstoffsteinen verbessert wird. Darüber hinaus werden bei Zinn (Massenfraktion 2%), Aluminiumpulver (Massenfraktion 1%) und B4C (Massenfraktion, 0,5%) in Kombination verwendet, und die Hochtemperaturflexstärke, die Oxidationsbeständigkeit und die Schlackekorrosionsbeständigkeit von MGO-C-Ziegeln werden signifikant verbessert.
