Πυρίμαχα τούβλα από άνθρακα Μαγνησίας

Τα συμβατικά πυρίμαχα τούβλα μαγνησίας, που κατασκευάζονται σύμφωνα με την ψυχρή{{1} διαδικασία ανάμειξης με συνθετικό συνδετικό πίσσας, σκληραίνουν και αποκτούν την απαραίτητη αντοχή καθώς η πίσσα καταστρέφεται, σχηματίζοντας έτσι ισότροπο υαλώδη άνθρακα. Ο άνθρακας δεν παρουσιάζει θερμοπλαστική, η οποία μπορεί να προσφέρει έγκαιρη ανακούφιση από μεγάλες ποσότητες καταπόνησης κατά το ψήσιμο ή το χειρισμό της επένδυσης. Τα τούβλα από άνθρακα{4}}μαγνησίας που παράγονται με συνδετικά ασφάλτου έχουν υψηλή πλαστικότητα σε υψηλή{{5} θερμοκρασία λόγω της ανισότροπης δομής γραφιτοποιημένου οπτάνθρακα που σχηματίζεται κατά τη διαδικασία ενανθράκωσης της ασφάλτου.

διαδικασία παραγωγής

Οι κύριες πρώτες ύλες των τούβλων MgO–C περιλαμβάνουν τηγμένη μαγνησία ή πυροσυσσωματωμένη μαγνησία, νιφάδες γραφίτη, οργανικά συνδετικά και αντιοξειδωτικά.

μαγνησία

Η Μαγνησία είναι η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή τούβλων MgO–C και χωρίζεται σε τηγμένη μαγνησία και σε πυροσυσσωματωμένη μαγνησία. Σε σύγκριση με τη συντηγμένη μαγνησία, η τηγμένη μαγνησία έχει τα πλεονεκτήματα των χονδροειδών κρυστάλλων περικλάσης και της υψηλής πυκνότητας όγκου σωματιδίων και είναι η κύρια πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται στην παραγωγή πυρίμαχων τούβλων από άνθρακα μαγνησίας. Η παραγωγή συνηθισμένων πυρίμαχων υλικών μαγνησίας απαιτεί οι πρώτες ύλες μαγνησίας να έχουν υψηλή-αντοχή στη θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση. Επομένως, πρέπει να δοθεί προσοχή στην καθαρότητα της μαγνησίας και στην αναλογία C/S και στην περιεκτικότητα σε Β2Ο3 στη χημική της σύνθεση. Με την ανάπτυξη της μεταλλουργικής βιομηχανίας, οι συνθήκες τήξης γίνονται όλο και πιο απαιτητικές. Η μαγνησία που χρησιμοποιείται σε τούβλα MgO–C που χρησιμοποιούνται σε μεταλλουργικό εξοπλισμό (μετατροπείς, ηλεκτρικοί κλίβανοι, κουτάλες κ.λπ.), εκτός από τη χημική σύνθεση, απαιτεί επίσης υψηλή πυκνότητα και υψηλή πυκνότητα ως προς την οργανωτική δομή. Μεγάλο κρύσταλλο.

Είτε σε παραδοσιακά τούβλα MgO-C είτε σε ευρέως χρησιμοποιούμενα τούβλα χαμηλού-MgO-C, ο νιφάδας γραφίτης χρησιμοποιείται κυρίως ως πηγή άνθρακα. Ο γραφίτης, ως η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή τούβλων MgO-C, επωφελείται κυρίως από τις εξαιρετικές φυσικές του ιδιότητες: ① Μη-διαβροχή της σκωρίας. ②Υψηλή θερμική αγωγιμότητα. ③Χαμηλή θερμική διαστολή. Επιπλέον, ο γραφίτης και τα πυρίμαχα υλικά δεν συντήκονται σε υψηλές θερμοκρασίες και έχουν υψηλή ανθεκτικότητα. Η καθαρότητα του γραφίτη έχει μεγάλη επίδραση στην απόδοση των τούβλων MgO-C. Γενικά, θα πρέπει να χρησιμοποιείται γραφίτης με περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη από 95%, κατά προτίμηση μεγαλύτερη από 98%.

Εκτός από τον γραφίτη, η αιθάλη χρησιμοποιείται επίσης συνήθως στην παραγωγή πυρίμαχων τούβλων από άνθρακα μαγνησίας. Η αιθάλη είναι ένα εξαιρετικά διασκορπισμένο μαύρο ανθρακώδες υλικό που παράγεται από τη θερμική αποσύνθεση ή την ατελή καύση υδρογονανθράκων. Τα σωματίδια αιθάλης είναι μικρά (λιγότερο από 1 μm), η ειδική επιφάνεια είναι μεγάλη και το κλάσμα μάζας άνθρακα είναι 90~ 99%, υψηλή καθαρότητα, μεγάλη ειδική αντίσταση σκόνης, υψηλή θερμική σταθερότητα, χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και είναι δύσκολο να--γραφιτοποιηθεί ο άνθρακας. Η προσθήκη αιθάλης μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την αντίσταση στο τρίψιμο των τούβλων MgO-C, να αυξήσει την ποσότητα του υπολειπόμενου άνθρακα και να αυξήσει την πυκνότητα των τούβλων.

Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα συνδετικά στην παραγωγή τούβλων MgO-C περιλαμβάνουν λιθανθρακόπισσα, λιθανθρακόπισσα και πίσσα πετρελαίου, καθώς και ειδικές ανθρακούχες ρητίνες, πολυόλες, φαινολικές ρητίνες τροποποιημένες με άσφαλτο, συνθετικές ρητίνες κ.λπ. Χρησιμοποιούνται οι ακόλουθοι τύποι συνδετικών ουσιών:

1) Ουσίες που μοιάζουν με την άσφαλτο. Η άσφαλτος πίσσας είναι ένα θερμοπλαστικό υλικό με υψηλή συγγένεια με τον γραφίτη και το οξείδιο του μαγνησίου, υψηλό ποσοστό υπολειμμάτων άνθρακα μετά την ενανθράκωση και χαμηλό κόστος. Έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στο παρελθόν. Ωστόσο, η άσφαλτος πίσσας περιέχει καρκινογόνους αρωματικούς υδρογονάνθρακες, ειδικά την περιεκτικότητα σε βενζο-. Ψηλά; λόγω της αυξημένης περιβαλλοντικής ευαισθητοποίησης, η χρήση ασφάλτου με πίσσα μειώνεται πλέον.

2) Ουσίες ρητίνης. Η συνθετική ρητίνη παράγεται από την αντίδραση φαινόλης και φορμαλδεΰδης. Μπορεί να αναμιχθεί καλά με πυρίμαχα σωματίδια σε θερμοκρασία δωματίου. Μετά την ενανθράκωση, ο ρυθμός υπολειμμάτων άνθρακα είναι υψηλός. Είναι ο κύριος συνδετικός παράγοντας που χρησιμοποιείται επί του παρόντος στην παραγωγή τούβλων MgO-C. Ωστόσο, σχηματίζεται μετά την ενανθράκωση Η δομή του υαλώδους δικτύου δεν είναι ιδανική για αντοχή σε θερμικό σοκ και αντοχή στην οξείδωση πυρίμαχων υλικών.

3) Ουσίες τροποποιημένες με βάση την άσφαλτο και τη ρητίνη. Εάν το συνδετικό μπορεί να σχηματίσει μια δομή μωσαϊκού και να σχηματίσει υλικό από ανθρακονήματα επί τόπου μετά την ενανθράκωση, τότε αυτό το συνδετικό θα βελτιώσει την απόδοση του πυρίμαχου υλικού σε υψηλή- θερμοκρασία.

Προκειμένου να βελτιωθεί η αντίσταση στην οξείδωση των τούβλων MgO-C, συχνά προστίθεται μικρή ποσότητα πρόσθετων. Τα κοινά πρόσθετα είναι τα Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC και B4C. , BN και τα πρόσφατα αναφερθέντα πρόσθετα της σειράς Al-B{-C και Al-SiC-C [5–7]. Η αρχή λειτουργίας των προσθέτων μπορεί να χωριστεί χονδρικά σε δύο πτυχές: αφενός, από τη θερμοδυναμική άποψη, δηλαδή, στη θερμοκρασία εργασίας, τα πρόσθετα ή τα πρόσθετα αντιδρούν με τον άνθρακα για να σχηματίσουν άλλες ουσίες και η συγγένειά τους με το οξυγόνο είναι μεγαλύτερη από τη συγγένεια μεταξύ άνθρακα και οξυγόνου. , πριν από την οξείδωση του άνθρακα για την προστασία του άνθρακα. Από την άλλη πλευρά, από κινητική σκοπιά, οι ενώσεις που παράγονται από την αντίδραση προσθέτων με Ο2, CO ή άνθρακα αλλάζουν τη μικροδομή των σύνθετων πυρίμαχων υλικών άνθρακα, όπως αύξηση της πυκνότητας, απόφραξη πόρων, παρεμπόδιση της διάχυσης οξυγόνου και προϊόντων αντίδρασης κ.λπ.

Τα πυρίμαχα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν στις πρώιμες σειρές σκωρίας κουτάλας ήταν υψηλής ποιότητας-αλκαλικά τούβλα, όπως τούβλα χρωμίου με άμεση σύνδεση-και μαγνησίας με ηλεκτροσύντηξη-τουβλάκια χρωμίου. Μετά την επιτυχή χρήση των τούβλων MgO-C στους μετατροπείς, τα τούβλα MgO-C χρησιμοποιήθηκαν επίσης στη γραμμή σκωρίας κουτάλας διύλισης και πέτυχαν καλά αποτελέσματα.

Η έρευνα δείχνει ότι τα τούβλα MgO-C που κατασκευάζονται από ένα μείγμα τηγμένης μαγνησίας και πυροσυσσωματωμένης μαγνησίας, συν 15% νιφάδα γραφίτη φωσφόρου και μικρή ποσότητα κράματος μαγνησίου-αλουμινίου ως αντιοξειδωτικά, έχουν καλά αποτελέσματα χρήσης και έχουν χωρητικότητα 100 τόνων. Όταν χρησιμοποιείται στη γραμμή σκωρίας κουτάλας LF, σε σύγκριση με τούβλα MgO-C με περιεκτικότητα σε C 18% χωρίς αντιοξειδωτικά, το ποσοστό βλάβης μειώνεται κατά 20-30% και ο μέσος ρυθμός διάβρωσης είναι 1,2-1,3 mm/κλίβανο.