Magnesiumhiilitiilet tulenkestävät

Perinteinen tulenkestävä magnesium-hiilitiili, joka on valmistettu kylmällä-sekoitusprosessilla synteettisellä tervasideaineella, kovettuu ja saavuttaa tarvittavan lujuuden tervan vaurioituessa muodostaen siten isotrooppista lasimaista hiiltä. Hiilellä ei ole termoplastisuutta, mikä voi helpottaa ajoissa suuria rasitusmääriä paistamisen tai vuorauksen käsittelyn aikana. Magnesia-hiilitiileillä, jotka on valmistettu asfaltin sideaineilla, on korkea korkean lämpötilan -plastisuus johtuen asfaltin hiiltymisprosessin aikana muodostuneesta anisotrooppisesta grafitoidusta koksirakenteesta.

tuotantoprosessi

MgO-C-tiilien pääraaka-aineita ovat sulatettu magnesiumoksidi tai sintrattu magnesiumoksidi, hiutalegrafiitti, orgaaniset sideaineet ja antioksidantit.

magnesiumoksidi

Magnesiumoksidi on pääraaka-aine MgO-C-tiilien valmistuksessa, ja se jakautuu sulatettuun magnesiumoksidiin ja sintrautuneeseen magnesiumoksidiin. Sintrattuun magnesiumoksidiin verrattuna sulatetulla magnesiumoksidilla on etuja karkeista periklaasikiderakeista ja suuresta hiukkastilavuustiheydestä, ja se on tärkein raaka-aine, jota käytetään tulenkestävän magnesiumoksidihiilitiilen valmistuksessa. Tavallisten tulenkestävien magnesiumoksidimateriaalien valmistus edellyttää, että magnesiumoksidiraaka-aineilla on korkea-lämpötilalujuus ja korroosionkestävyys. Siksi on syytä kiinnittää huomiota magnesiumoksidin puhtauteen sekä sen kemiallisen koostumuksen C/S-suhteeseen ja B2O3-pitoisuuteen. Metallurgisen teollisuuden kehittyessä sulatusolosuhteet ovat yhä vaativampia. Metallurgisissa laitteissa (muuntimet, sähköuunit, kauhat jne.) käytetyissä MgO-C-tiilissä käytetty magnesiumoksidi vaatii kemiallisen koostumuksen lisäksi myös suurtiheyttä ja organisaatiorakenteeltaan suurta tiheyttä. Iso kristalli.

Olipa kyseessä perinteisissä MgO-C-tiilissä tai laajalti käytetyissä vähähiilisessä-MgO-C-tiilissä, hiutalegrafiittia käytetään pääasiassa sen hiililähteenä. Grafiitti, joka on MgO{4}}C-tiilien tuotannon pääraaka-aine, hyötyy pääasiassa erinomaisista fysikaalisista ominaisuuksistaan: ① Kuonan -kostumattomuus. ②Korkea lämmönjohtavuus. ③ Alhainen lämpölaajeneminen. Lisäksi grafiitti ja tulenkestävät materiaalit eivät sulaudu korkeissa lämpötiloissa ja niillä on korkea tulenkestävyys. Grafiitin puhtaus vaikuttaa suuresti MgO{10}}C-tiilien suorituskykyyn. Yleensä tulee käyttää grafiittia, jonka hiilipitoisuus on yli 95 %, edullisesti yli 98 %.

Grafiitin lisäksi hiilimustaa käytetään yleisesti myös tulenkestävän magnesiumoksidihiilitiilen valmistuksessa. Hiilimusta on erittäin dispergoitunut musta jauhemainen hiilipitoinen materiaali, joka syntyy hiilivetyjen termisen hajoamisen tai epätäydellisen palamisen seurauksena. Hiukkaset ovat pieniä (alle 1 μm), ominaispinta-ala on suuri ja hiilen massaosuus on 90–99 %, korkea puhtaus, suuri jauheresistiivisyys, korkea lämmönkestävyys, alhainen lämmönjohtavuus, ja se on vaikeasti--grafitoitavaa hiiltä. Hiilimustan lisääminen voi parantaa tehokkaasti MgO-C-tiilien lohkeilunkestävyyttä, lisätä jäännöshiilen määrää ja lisätä tiilien tiheyttä.

MgO{0}}C-tiilien valmistuksessa yleisesti käytettyjä sideaineita ovat kivihiiliterva, kivihiilipikeä ja maaöljypikeä sekä erityisiä hiilipitoisia hartseja, polyoleja, asfalttimodifioituja fenolihartseja, synteettisiä hartseja jne. Käytetään seuraavan tyyppisiä sideaineita:

1) Asfaltin{1}}kaltaiset aineet. Tervaasfaltti on termoplastinen materiaali, jolla on korkea affiniteetti grafiittiin ja magnesiumoksidiin, korkea hiilen jäännösnopeus hiiltymisen jälkeen ja alhainen hinta. Sitä on käytetty laajalti aiemmin; tervasfaltti sisältää kuitenkin syöpää aiheuttavia aromaattisia hiilivetyjä, erityisesti bentso--pitoisuutta. Korkea; lisääntyneen ympäristötietoisuuden vuoksi tervasfaltin käyttö on nyt vähentynyt.

2) Hartsiaineet. Synteettinen hartsi syntyy fenolin ja formaldehydin reaktiolla. Se voidaan sekoittaa hyvin tulenkestävien hiukkasten kanssa huoneenlämpötilassa. Hiiltymisen jälkeen hiilen jäännösnopeus on korkea. Se on tärkein sideaine, jota tällä hetkellä käytetään MgO-C-tiilien valmistuksessa; kuitenkin muodostuu hiiltymisen jälkeen Lasimainen verkkorakenne ei ole ihanteellinen tulenkestävien materiaalien lämpöiskun- ja hapettumiskestävyyteen.

3) Asfaltilla ja hartsilla muunnetut aineet. Jos sideaine voi muodostaa mosaiikkirakenteen ja muodostaa hiilikuitumateriaalia in situ hiiltymisen jälkeen, tämä sideaine parantaa tulenkestävän materiaalin suorituskykyä korkeassa lämpötilassa.

MgO-C-tiilien hapettumisenkestävyyden parantamiseksi lisätään usein pieni määrä lisäaineita. Yleisiä lisäaineita ovat Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC ja B4C. , BN ja äskettäin raportoidut Al-B-C- ja Al-SiC-C-sarjan lisäaineet [5–7]. Lisäaineiden toimintaperiaate voidaan jakaa karkeasti kahteen osaan: toisaalta termodynaamisesta näkökulmasta eli työlämpötilassa lisäaineet tai lisäaineet reagoivat hiilen kanssa muodostaen muita aineita ja niiden affiniteetti hapen kanssa on suurempi kuin hiilen ja hapen välinen affiniteetti. , ennen kuin hiili hapetetaan hiilen suojaamiseksi; toisaalta kineettisesti katsottuna lisäaineiden reaktiossa O2:n, CO:n tai hiilen kanssa syntyvät yhdisteet muuttavat tulenkestävien hiilikomposiittimateriaalien mikrorakennetta, kuten lisäävät tiheyttä, tukkivat huokosia, estävät hapen ja reaktiotuotteiden diffuusiota jne.

Tulenkestävät materiaalit, joita käytettiin varhaisissa senkan kuonalinjoissa, olivat korkealaatuisia-emäksisiä tiiliä, kuten suoraan sidottu magnesium-kromitiili ja sähköfuusioliitos magnesiumoksidi-kromitiili. Sen jälkeen kun MgO-C-tiiliä käytettiin menestyksekkäästi muuntimissa, MgO-C-tiiliä käytettiin myös raffinointisenkan kuonalinjassa ja saavutettiin hyviä tuloksia.

Tutkimukset osoittavat, että MgO-C-tiilet, jotka on valmistettu sulatetun magnesiumoksidin ja sintratun magnesiumoksidin seoksesta sekä 15 % fosforihiutalegrafiitista ja pienestä määrästä magnesium-alumiiniseosta antioksidantteina, ovat hyviä käyttövaikutuksia ja niiden kapasiteetti on 100 tonnia. Kun sitä käytetään LF-senkan kuonalinjassa, verrattuna MgO-C-tiileihin, joiden C-pitoisuus on 18 % ilman antioksidantteja, vaurioitumisaste pienenee 20-30 % ja keskimääräinen eroosionopeus on 1,2-1,3 mm/uuni.