Процес виробництва цегли MgO-C
Основна сировина для цегли MgO-C включає плавлений або спечений магнезій, лусковий графіт, органічні в’яжучі речовини та антиоксиданти.
Магнезія
Магнезія є основною сировиною для виробництва цегли MgO-C, доступної у формі плавленого та спеченого магнезію. Порівняно зі спеченою магнезією, плавлена магнезія має такі переваги, як більші кристалічні зерна периклазу та більша насипна щільність, що робить її кращою сировиною для виробництва цегли MgO-C. Для виробництва звичайних вогнетривів на основі -магнезії основними вимогами до сировини з магнезії є висока-температурна міцність і стійкість до корозії, тому наголос робиться на чистоті магнезії та співвідношенні C/S і вмісті B₂O3 в її хімічному складі. З розвитком металургійної промисловості та дедалі суворішими умовами плавки магнезія, яка використовується в цеглі MgO-C для металургійного обладнання (конвертери, електричні печі, ковші тощо), вимагає не лише специфічного хімічного складу, але й високої щільності та великого розміру кристалів з точки зору мікроструктури.
Процес виробництва магнезіально-вуглецевої цегли Carbon Source
У традиційних цеглах MgO-C чи широко використовуваних цеглах з низьким{1}}вуглецем MgO-C, як джерело вуглецю в основному використовується лускатий графіт. Графіт є основною сировиною для цегли MgO-C, головним чином завдяки своїм відмінним фізичним властивостям: ① незмочуваність шлаком; ② висока теплопровідність; ③ низьке теплове розширення. Крім того, графіт не піддається евтектичному плавленню з вогнетривами при високих температурах і має високу вогнетривкість. Чистота графіту значно впливає на характеристики цегли MgO-C; як правило, необхідний 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 шляхом термічного розкладання або неповного згоряння вуглеводневих сполук. Він має дрібні частинки (менше 1 мкм), велику питому поверхню, вміст вуглецю 90–99%, високу чистоту, високий питомий електричний опір, високу термостабільність і відносно низьку теплопровідність, що належить до категорії не-графітизованого вуглецю. Додавання сажі може ефективно підвищити стійкість цегли MgO-C до розколювання, збільшити вміст залишкового вуглецю та збільшити щільність цегли.
Підшивка
Звичайні зв’язуючі речовини, що використовуються у виробництві цегли MgO-C, включають кам’яновугільну смолу, кам’яновугільний пек, нафтовий пек, а також спеціальні вуглецеві смоли, поліоли, модифіковані пеком-фенольні смоли, синтетичні смоли тощо. Використовувані зв’язувальні речовини можна класифікувати за такими типами:
Матеріали-на основі презентації. Кам'яновугільний пек є термопластичним матеріалом із такими перевагами, як сильна спорідненість із графітом і магнезією, високий рівень залишкового вуглецю після карбонізації та низька вартість; він широко використовувався в минулому. Однак кам'яновугільний пек містить канцерогенні ароматичні вуглеводні, особливо високий рівень бензопірену. У зв’язку з підвищенням екологічної обізнаності використання кам’яновугільного пеку зараз зменшується.
Матеріали на основі-смол. Синтетичну смолу отримують реакцією фенолу і формальдегіду. Його можна добре змішувати з вогнетривкими частинками при кімнатній температурі та має високу кількість залишкового вуглецю після карбонізації, що робить його основною сполучною речовиною, яка зараз використовується для цегли MgO-C. Однак склоподібна сітчаста структура, утворена після карбонізації, не є ідеальною для стійкості вогнетривкого матеріалу до термічного удару та стійкості до окислення.
Модифіковані матеріали на основі пеку та смоли. Якщо сполучна здатна утворювати структуру 镶嵌 та-вуглецеві волокна на місці після карбонізації, це може покращити -температурні характеристики вогнетривкого матеріалу.
Антиоксиданти
Щоб підвищити стійкість до окислення цегли MgO-C, часто додають невелику кількість добавок. Загальні 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. Механізм дії добавок можна грубо розділити на два аспекти: перший — з термодинамічної точки зору, коли при робочих температурах добавки або продукти їх реакції з вуглецем мають більшу спорідненість до кисню, ніж вуглець, таким чином переважно окислюються та захищають вуглець; інший – з кінетичної точки зору, де сполуки, утворені добавками, реагуючи з O₂, CO або вуглецем, змінюють мікроструктуру вуглецевого -вогнетривкого матеріалу, наприклад збільшуючи щільність, блокуючи пори та перешкоджаючи дифузії кисню та продуктів реакції.
