روند تولید آجر نسوز کربن منیزیا

ماده خام

مواد اولیه اصلی آجرهای MgO-C شامل منیزیم ذوب شده یا منیزیم متخلخل، گرافیت پولکی، بایندرهای آلی و آنتی اکسیدان ها می باشد.

منیزی

منیزیم ماده اولیه اصلی برای تولید آجرهای MgO-C است که می توان آن را به منیزیم ذوب شده و منیزیم متخلخل تقسیم کرد. در مقایسه با منیزیای متخلخل، منیزیم ذوب شده دارای مزایای دانه های کریستال پریکلاز درشت و چگالی حجم ذرات بزرگ است. این ماده اولیه اصلی مورد استفاده در تولید آجر کربن منیزیا است. تولید نسوزهای معمولی منیزیم نیازمند استحکام در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی برای مواد اولیه منیزیم است. بنابراین، به خلوص منیزیم و نسبت C/S و محتوای B2O3 در ترکیب شیمیایی توجه می شود. با توسعه صنعت متالورژی، شرایط ذوب بیشتر و بیشتر خواستار می شود. علاوه بر ترکیب شیمیایی، منیزیم مورد استفاده در آجرهای MgO-C مورد استفاده در تجهیزات متالورژی (مبدل، کوره الکتریکی، ملاقه و غیره) به چگالی بالا و تبلور عالی نیاز دارد.

منبع کربن

چه در آجرهای سنتی MgO-C و چه در آجرهای MgO-C کم کربن که در مقادیر زیاد استفاده می شود، گرافیت پولکی عمدتاً به عنوان منبع کربن آن استفاده می شود. گرافیت، به عنوان ماده اولیه اصلی برای تولید آجرهای MgO-C، عمدتاً از خواص فیزیکی عالی خود بهره می‌برد: ① غیرتر شدن نسبت به سرباره. ②رسانایی حرارتی بالا. ③ انبساط حرارتی کم. علاوه بر این، گرافیت و مواد نسوز در دماهای بالا یوتکتیک ندارند و نسوز بالایی دارند. خلوص گرافیت تأثیر بیشتری بر عملکرد آجرهای MgO-C دارد. به طور کلی باید از گرافیت با محتوای کربن بیش از 95 درصد و بسیار خوب، بیش از 98 درصد استفاده کرد.

علاوه بر گرافیت، کربن سیاه نیز معمولاً در تولید آجر کربن منیزیا استفاده می شود. کربن سیاه یک ماده کربنی پودری سیاه رنگ بسیار پراکنده است که در اثر تجزیه حرارتی یا احتراق ناقص هیدروکربن های هیدروکربنی تولید می شود. کربن سیاه دارای ذرات ریز (کمتر از 1μm)، سطح ویژه بزرگ است، و کسر جرمی کربن 90 تا 99٪ است، خلوص بالا، مقاومت پودر بالا، پایداری حرارتی بالا، رسانایی حرارتی کم، گرافیتی کردن کربن دشوار است. . افزودن کربن سیاه می تواند مقاومت در برابر پوسته شدن آجرهای MgO-C را بهبود بخشد، مقدار کربن باقیمانده را افزایش دهد و تراکم آجرها را افزایش دهد.

عامل اتصال

چسباننده های رایج برای تولید آجرهای MgO-C شامل قطران زغال سنگ، قطران زغال سنگ و زمین های نفتی و همچنین رزین های کربنی ویژه، پلی ال ها، رزین های فنلی اصلاح شده با پیچ، رزین های مصنوعی و غیره می باشد. عامل اتصال مورد استفاده دارای انواع زیر است:

1) مواد آسفالت. زمین قطران نوعی ماده ترموپلاستیک است. دارای ویژگی های میل ترکیبی بالا با گرافیت و اکسید منیزیم، نرخ کربن باقیمانده بالا پس از کربن سازی و هزینه کم است. در گذشته به مقدار زیاد استفاده شده است. اما زمین قطران حاوی هیدروکربن های معطر سرطان زا، به ویژه محتوای بنزوفتالون است. بالا؛ با توجه به تقویت آگاهی های زیست محیطی، استفاده از زمین قطران در حال حاضر کاهش یافته است.

2) مواد رزینی. رزین مصنوعی از واکنش فنل و فرمالدئید ساخته می شود. در دمای اتاق می تواند به خوبی با ذرات نسوز مخلوط شود. پس از کربونیزاسیون، میزان کربن باقیمانده زیاد است. در حال حاضر چسب اصلی برای تولید آجرهای MgO-C است. اما پس از کربن شدن تشکیل می شود. ساختار شبکه شیشه ای برای مقاومت در برابر شوک حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون مواد نسوز ایده آل نیست.

3) بر اساس آسفالت و رزین، ماده پس از اصلاح به دست می آید. اگر بتوان عامل پیوند را کربنیزه کرد تا یک ساختار خاتم کاری شده و مواد فیبر کربنی را در محل تشکیل دهد، آنگاه این عامل پیوند دهنده عملکرد درجه حرارت بالا ماده نسوز را بهبود می بخشد.

آنتی اکسیدان ها

به منظور بهبود مقاومت اکسیداسیون آجرهای MgO-C، اغلب مقدار کمی از مواد افزودنی اضافه می شود. افزودنی های رایج عبارتند از Si، Al، منیزیم، Al-Si، Al-Mg، Al-Mg-Ca، Si-Mg-Ca، SiC، B4C، BN و افزودنی های Al-BC و Al-SiC-C که اخیراً گزارش شده است [5]. -7]. اصل عمل افزودنی ها را می توان به طور تقریبی به دو جنبه تقسیم کرد: از یک طرف، از منظر ترمودینامیک، یعنی در دمای کار، افزودنی ها یا مواد افزودنی با کربن واکنش داده و مواد دیگر را تشکیل می دهند و تمایل آنها به اکسیژن بیشتر است. نسبت به کربن و اکسیژن , برای محافظت از کربن اکسیده شدن بر کربن ارجحیت دارد. از سوی دیگر، از منظر سینتیک، چگالی شیمیایی، منافذ را مسدود می کند، مانع از انتشار اکسیژن و محصولات واکنش و غیره می شود.