Магнієво-вуглецева цегла виготовляється з лужного оксиду магнію з високою температурою плавлення (температура плавлення 2800 градусів) і вуглецевого матеріалу з високою температурою плавлення, який важко проникнути шлаком, з додаванням різних неоксидних добавок. Негорючий вуглецевий композитний вогнетривкий матеріал, виготовлений шляхом поєднання вуглецевих зв’язуючих. Магнезіально-вуглецева цегла в основному використовується для футеровки конвертерів, дугових печей змінного струму, дугових печей постійного струму, шлакових ліній у сталевих ковшах та інших частин.
Магнезіально-вуглецева цегла, як композиційний вогнетривкий матеріал, ефективно використовує сильну стійкість магнезіального піску до ерозії шлаку, а також високу теплопровідність і низьке розширення вуглецю, компенсуючи найбільший недолік слабкої стійкості магнезіального піску до відколювання.
Його основні характеристики включають: хорошу стійкість до високих температур, міцну стійкість до шлаку, хорошу стійкість до термічного удару та низьку -температурну повзучість.
Виробничий процес
Сировина
Основна сировина для цегли MgO-C включає плавлений або спечений магнезій, лускатий графіт, органічні в’яжучі речовини та антиоксиданти.
Магнезіальний пісок
Магнезіальний пісок є основною сировиною для виробництва цегли MgO-C, яку можна розділити на плавлену магнезію та спечену магнезію. Порівняно зі спеченою магнезією, плавлена магнезія має переваги у вигляді грубого зерна шпінелі та високої об’ємної щільності частинок і є основною сировиною, що використовується у виробництві магнезіально-вуглецевої цегли. Для виробництва звичайних магнезіальних вогнетривких матеріалів основними вимогами до магнезіальної сировини є висока температурна міцність і стійкість до корозії. Тому звертають увагу на чистоту магнезії та співвідношення C/S і вміст B2O3 у її хімічному складі. З розвитком металургійної промисловості умови виплавки стають дедалі жорсткішими. Магнезія, яка використовується в цеглинах MgO-C, що застосовуються в металургійному обладнанні (конвертери, електропечі, ковші тощо), вимагає не лише високої щільності та високої кристалічності з точки зору хімічного складу, але й з точки зору організаційної структури.
Джерело вуглецю
У традиційних цеглах MgO-C чи широко використовуваних цеглах з низьким{1}}вуглецем MgO-C як джерело вуглецю в основному використовується лускатий графіт. Графіт, як основна сировина для виробництва цегли MgO-C, в основному має переваги завдяки своїм відмінним фізичним властивостям: ① незмочуваність шлаком. ② Висока теплопровідність. ③ Низьке теплове розширення. Крім того, графіт і вогнетривкі матеріали не піддаються евтектиці при високих температурах, що призводить до високої вогнетривкості. Чистота графіту має значний вплив на характеристики цегли MgO-C. Як правило, слід використовувати графіт із вмістом вуглецю понад 95%, переважно понад 98%.
Окрім графіту, у виробництві магнезіально-вуглецевої цегли також широко використовується сажа. Сажа - це високодисперсний чорний порошкоподібний вуглецевий матеріал, який утворюється термічним розкладанням або неповним згорянням вуглеводнів. Частинки сажі малі (менше 1 мкм), з великою питомою поверхнею, масовою часткою вуглецю 90-99%, високою чистотою, високим питомим опором порошку, високою термічною стабільністю та низькою теплопровідністю, що ускладнює графітизацію вуглецю. Додавання сажі може ефективно покращити властивості цегли MgO-C проти здирання, збільшити вміст залишкового вуглецю та збільшити щільність цегли.
Підшивка
В’яжучі речовини, які зазвичай використовуються для виробництва цегли MgO-C, включають кам’яновугільну смолу, кам’яновугільний пек, нафтовий асфальт, а також спеціальні вуглецеві смоли, поліоли, фенольні смоли, модифіковані асфальтом, синтетичні смоли тощо. Існує декілька типів зв’язуючих речовин:
1) Асфальтові речовини. Гудронний асфальт є термопластичним матеріалом з високою спорідненістю до графіту та оксиду магнію, високим вмістом залишкового вуглецю після карбонізації та низькою вартістю. Він широко використовувався в минулому; Проте смоляний пек містить канцерогенні ароматичні вуглеводні, особливо високий вміст бенз[b]пірену; У зв'язку з посиленням екологічної свідомості використання смоляного пеку зараз скорочується.
2) Речовини на основі смоли. Синтетична смола виробляється шляхом реакції фенолу та формальдегіду, і її можна добре змішувати з вогнетривкими частинками при кімнатній температурі. Після карбонізації відсоток залишкового вуглецю є високим, і наразі він є основним зв’язуючим, що використовується у виробництві цегли MgO-C; Але склоподібна сітчаста структура, утворена після карбонізації, не є ідеальною для стійкості до термічного удару та стійкості до окислення вогнетривких матеріалів.
3) Речовина, отримана модифікацією асфальту та смоли. Якщо сполучна речовина може утворювати вбудовані структури та-вуглеволокнисті матеріали на місці після карбонізації, тоді ця сполучна речовина покращить -температурні характеристики вогнетривких матеріалів.
Антиоксидант
Щоб підвищити стійкість до окислення цегли MgO-C, часто додають невелику кількість добавок. Поширені добавки включають Si, Al, Mg, Al Si, Al Mg, Al Mg Ca, Si Mg Ca, SiC, B4C, BN, а також нещодавно зареєстровані системи Al-B-C і Al-SiC-C. Принцип дії добавок можна грубо розділити на два аспекти: з одного боку, з термодинамічної точки зору, тобто при робочій температурі, добавки або добавки реагують з вуглецем, утворюючи інші речовини, які мають вищу спорідненість до кисню, ніж вуглець і кисень, і мають пріоритет над окисленням вуглецю для захисту вуглецю; З іншого боку, з точки зору кінетики, добавки можуть реагувати з O2, CO або вуглецем, утворюючи сполуки, які змінюють мікроструктуру вуглецевих композиційних вогнетривких матеріалів, наприклад збільшують щільність, блокують пори та перешкоджають дифузії кисню та продуктів реакції.
