Der Produktionsprozess von feuerfeste Magnesia-Kohlenstoff-Steine

Rohstoff

Zu den Hauptrohstoffen von MgO-C-Steinen gehören Schmelzmagnesia oder Sintermagnesia, Flockengraphit, organische Bindemittel und Antioxidantien.

Magnesia

Magnesia ist der Hauptrohstoff für die Herstellung von MgO-C-Steinen, die in Schmelzmagnesia und Sintermagnesia unterteilt werden können. Im Vergleich zu Sintermagnesia hat Schmelzmagnesia die Vorteile von groben Periklas-Kristallkörnern und einer großen Teilchenvolumendichte. Es ist der Hauptrohstoff für die Herstellung von Magnesia-Kohlenstoffsteinen. Die Herstellung gewöhnlicher Magnesia-Feuerfestmaterialien erfordert Hochtemperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit für Magnesia-Rohstoffe. Daher wird bei der chemischen Zusammensetzung auf die Reinheit von Magnesia sowie das C/S-Verhältnis und den B2O3-Gehalt geachtet. Mit der Entwicklung der metallurgischen Industrie werden die Schmelzbedingungen immer anspruchsvoller. Neben der chemischen Zusammensetzung erfordert das Magnesia, das in den MgO-C-Steinen verwendet wird, die in der metallurgischen Ausrüstung (Konverter, Elektroofen, Pfanne usw.) verwendet werden, eine hohe Dichte und eine hervorragende Kristallisation.

Kohlenstoffquelle

Ob in traditionellen MgO-C-Steinen oder kohlenstoffarmen MgO-C-Steinen, die in großen Mengen verwendet werden, Flockengraphit wird hauptsächlich als Kohlenstoffquelle verwendet. Graphit als Hauptrohstoff für die Herstellung von MgO-C-Steinen profitiert vor allem von seinen hervorragenden physikalischen Eigenschaften: ① Nichtbenetzung von Schlacke. ②Hohe Wärmeleitfähigkeit. ③Geringe Wärmeausdehnung. Außerdem sind Graphit und feuerfeste Materialien bei hohen Temperaturen nicht eutektisch und weisen eine hohe Feuerfestigkeit auf. Die Reinheit von Graphit hat einen größeren Einfluss auf die Leistung von MgO-C-Steinen. Im Allgemeinen sollte Graphit mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 95 %, sehr gut von mehr als 98 % verwendet werden.

Neben Graphit wird üblicherweise auch Ruß bei der Herstellung von Magnesia-Kohlenstoffsteinen verwendet. Ruß ist ein hochdisperses schwarzes pulverförmiges kohlenstoffhaltiges Material, das durch thermische Zersetzung oder unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffkohlenwasserstoffen hergestellt wird. Der Ruß hat feine Partikel (weniger als 1 μm), eine große spezifische Oberfläche, und der Massenanteil von Kohlenstoff beträgt 90 bis 99 %, hohe Reinheit, hoher Pulverwiderstand, hohe thermische Stabilität, geringe Wärmeleitfähigkeit, es ist schwierig, Kohlenstoff zu graphitisieren . Die Zugabe von Ruß kann die Abplatzbeständigkeit von MgO-C-Steinen verbessern, die Menge an Restkohlenstoff erhöhen und die Dichte der Steine ​​erhöhen.

Bindemittel

Übliche Bindemittel für die Herstellung von MgO-C-Steinen sind Steinkohlenteer, Steinkohlenteer und Erdölpech, aber auch spezielle Kohleharze, Polyole, pechmodifizierte Phenolharze, Kunstharze etc. Als Bindemittel kommen folgende Typen zum Einsatz:

1) Asphaltsubstanzen. Teerpech ist eine Art thermoplastisches Material. Es hat die Eigenschaften einer hohen Affinität zu Graphit und Magnesiumoxid, einer hohen Restkohlenstoffrate nach der Karbonisierung und niedrigen Kosten. Es wurde in der Vergangenheit in großen Mengen verwendet; Teerpech enthält jedoch krebserregende aromatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere den Gehalt an Benzophthalon. Hoch; Aufgrund des gestiegenen Umweltbewusstseins nimmt der Einsatz von Teerpech mittlerweile ab.

2) Harzsubstanzen. Kunstharz wird durch die Reaktion von Phenol und Formaldehyd hergestellt. Es kann sich bei Raumtemperatur gut mit feuerfesten Partikeln mischen. Nach der Karbonisierung ist die Restkohlenstoffrate hoch. Es ist derzeit das Hauptbindemittel für die Herstellung von MgO-C-Steinen; aber es wird nach der Karbonisierung gebildet. Die glasartige Netzwerkstruktur ist nicht ideal für die Thermoschockbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit von feuerfesten Materialien.

3) Auf der Basis von Asphalt und Harz die nach Modifikation erhaltene Substanz. Wenn das Bindemittel karbonisiert werden kann, um eine eingelegte Struktur zu bilden und Kohlefasermaterial in situ zu bilden, dann verbessert dieses Bindemittel die Hochtemperaturleistung des feuerfesten Materials.

Antioxidantien

Um die Oxidationsbeständigkeit von MgO-C-Steinen zu verbessern, werden oft geringe Mengen an Additiven zugesetzt. Übliche Additive sind Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN und erst kürzlich berichtete Al-BC- und Al-SiC-C-Additive [5 -7]. Das Wirkprinzip von Additiven lässt sich grob in zwei Aspekte unterteilen: Zum einen reagieren Additive oder Zusatzstoffe aus thermodynamischer Sicht, also bei Arbeitstemperatur, mit Kohlenstoff zu anderen Stoffen, und ihre Affinität zu Sauerstoff ist größer als die von Kohlenstoff und Sauerstoff. , Es hat Vorrang vor zu oxidierendem Kohlenstoff, um Kohlenstoff zu schützen; andererseits aus Sicht der Kinetik die chemische Dichte, Poren verstopfen, die Diffusion von Sauerstoff und Reaktionsprodukten behindern usw.