Magnesia Carbon-stenen vuurvast

Conventioneel magnesia-vuurvast materiaal van koolstofsteen, vervaardigd volgens het koude-mengproces met een synthetisch teerbindmiddel, hardt uit en verkrijgt de noodzakelijke sterkte wanneer de teer wordt beschadigd, waardoor isotrope glasachtige koolstof wordt gevormd. De koolstof vertoont geen thermoplasticiteit, wat tijdige verlichting kan bieden van grote hoeveelheden spanning tijdens het bakken of hanteren van de voering. Magnesia-koolstofstenen geproduceerd met asfaltbindmiddelen hebben een hoge plasticiteit bij hoge- temperaturen vanwege de anisotrope, gegrafitiseerde cokesstructuur die wordt gevormd tijdens het carbonisatieproces van asfalt.

productieproces

De belangrijkste grondstoffen van MgO-C-stenen zijn onder meer gesmolten magnesiumoxide of gesinterd magnesiumoxide, vlokgrafiet, organische bindmiddelen en antioxidanten.

magnesia

Magnesia is de belangrijkste grondstof voor de productie van MgO-C-stenen en is onderverdeeld in gesmolten magnesiumoxide en gesinterd magnesiumoxide. Vergeleken met gesinterd magnesiumoxide heeft gesmolten magnesiumoxide de voordelen van grove periklaaskristalkorrels en een hoge deeltjesvolumedichtheid, en is het de belangrijkste grondstof die wordt gebruikt bij de productie van vuurvaste magnesiumoxide-koolstofbakstenen. Voor de productie van gewone magnesiumoxide-vuurvaste materialen moeten magnesiumoxide-grondstoffen een hoge- temperatuursterkte en corrosieweerstand hebben. Daarom moet aandacht worden besteed aan de zuiverheid van magnesiumoxide en de C/S-verhouding en het B2O3-gehalte in de chemische samenstelling ervan. Met de ontwikkeling van de metallurgische industrie worden de smeltomstandigheden steeds veeleisender. Het magnesiumoxide dat wordt gebruikt in MgO-C-stenen die worden gebruikt in metallurgische apparatuur (converters, elektrische ovens, gietpannen, enz.), vereist naast de chemische samenstelling ook een hoge dichtheid en een hoge dichtheid in termen van organisatiestructuur. Groot kristal.

Of het nu gaat om traditionele MgO-C-stenen of om algemeen gebruikte MgO-C-stenen met een laag-koolstofgehalte, vlokgrafiet wordt voornamelijk gebruikt als koolstofbron. Grafiet, als belangrijkste grondstof voor de productie van MgO-C-stenen, profiteert vooral van zijn uitstekende fysische eigenschappen: ① Niet-bevochtiging van slak. ②Hoge thermische geleidbaarheid. ③Lage thermische uitzetting. Bovendien smelten grafiet en vuurvaste materialen niet bij hoge temperaturen en hebben ze een hoge vuurvastheid. De zuiverheid van grafiet heeft een grote invloed op de prestaties van MgO-C-stenen. In het algemeen moet grafiet met een koolstofgehalte van meer dan 95%, bij voorkeur meer dan 98%, worden gebruikt.

Naast grafiet wordt roet ook vaak gebruikt bij de productie van vuurvaste magnesiumoxide-koolstofstenen. Carbon black is een sterk gedispergeerd zwart poederachtig koolstofhoudend materiaal dat wordt geproduceerd door de thermische ontleding of onvolledige verbranding van koolwaterstoffen. De roetdeeltjes zijn klein (minder dan 1 μm), het specifieke oppervlak is groot en de massafractie van koolstof is 90 ~ 99%, hoge zuiverheid, grote poederweerstand, hoge thermische stabiliteit, lage thermische geleidbaarheid, en het is een moeilijk-om-koolstof te grafitiseren. De toevoeging van carbon black kan de weerstand tegen afbrokkelen van MgO-C-stenen effectief verbeteren, de hoeveelheid resterende koolstof verhogen en de dichtheid van de stenen verhogen.

Veelgebruikte bindmiddelen bij de productie van MgO-C-stenen zijn koolteer, steenkoolpek en petroleumpek, evenals speciale koolstofhoudende harsen, polyolen, asfaltgemodificeerde fenolharsen, synthetische harsen, enz. De volgende soorten bindmiddelen worden gebruikt:

1) Asfalt-achtige stoffen. Teerasfalt is een thermoplastisch materiaal met een hoge affiniteit voor grafiet en magnesiumoxide, een hoog koolstofresidu na carbonisatie en lage kosten. Het is in het verleden veel gebruikt; teerasfalt bevat echter kankerverwekkende aromatische koolwaterstoffen, vooral het benzo--gehalte. Hoog; Door het toegenomen milieubewustzijn neemt het gebruik van teerasfalt nu af.

2) Harsstoffen. Kunsthars wordt geproduceerd door de reactie van fenol en formaldehyde. Het kan bij kamertemperatuur goed worden gemengd met vuurvaste deeltjes. Na carbonisatie is het koolstofresidugehalte hoog. Het is het belangrijkste bindmiddel dat momenteel wordt gebruikt bij de productie van MgO-C-stenen; het vormt zich echter na carbonisatie. De glasachtige netwerkstructuur is niet ideaal voor thermische schokbestendigheid en oxidatiebestendigheid van vuurvaste materialen.

3) Stoffen gemodificeerd op basis van asfalt en hars. Als het bindmiddel na carbonisatie een mozaïekstructuur kan vormen en in situ koolstofvezelmateriaal kan vormen, zal dit bindmiddel de hoge- temperatuurprestaties van het vuurvaste materiaal verbeteren.

Om de oxidatieweerstand van MgO-C-stenen te verbeteren, wordt vaak een kleine hoeveelheid additieven toegevoegd. Veel voorkomende additieven zijn Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC en B4C. , BN en de onlangs gerapporteerde additieven uit de Al-B-C- en Al-SiC-C-serie [5–7]. Het werkingsprincipe van additieven kan grofweg in twee aspecten worden verdeeld: enerzijds, vanuit thermodynamisch oogpunt, dat wil zeggen, bij de werktemperatuur reageren additieven of additieven met koolstof om andere stoffen te vormen, en hun affiniteit met zuurstof is groter dan de affiniteit tussen koolstof en zuurstof. , voordat koolstof wordt geoxideerd om koolstof te beschermen; aan de andere kant, vanuit een kinetisch perspectief, veranderen de verbindingen die worden gegenereerd door de reactie van additieven met O2, CO of koolstof de microstructuur van vuurvaste materialen van koolstofcomposiet, zoals het verhogen van de dichtheid, het blokkeren van poriën, het belemmeren van de diffusie van zuurstof en reactieproducten, enz.

De vuurvaste materialen die in de vroege gietslaklijnen werden gebruikt, waren alkalische stenen van hoge-kwaliteit, zoals direct gebonden magnesia-chroomstenen en door elektrofusie gebonden magnesiumoxide-chroomstenen. Nadat MgO-C-stenen met succes in converters waren gebruikt, werden MgO-C-stenen ook gebruikt in de raffinage-opgietslaklijn en behaalden goede resultaten.

Onderzoek toont aan dat MgO-C-stenen gemaakt van een mengsel van gesmolten magnesiumoxide en gesinterd magnesiumoxide, plus 15% fosforvlokgrafiet en een kleine hoeveelheid magnesium-aluminiumlegering als antioxidanten, goede gebruikseffecten hebben en een capaciteit hebben van 100 ton. Bij gebruik in de LF-gietslaklijn wordt, vergeleken met MgO-C-stenen met een C-gehalte van 18% zonder antioxidanten, het schadepercentage met 20-30% verminderd en is de gemiddelde erosiesnelheid 1,2-1,3 mm/oven.