Il processo di produzione di mattoni refrattari al carbonio magnesia

materiale grezzo

Le principali materie prime dei mattoni MgO-C includono magnesia fusa o magnesia sinterizzata, grafite lamellare, leganti organici e antiossidanti.

Magnesia

La magnesia è la principale materia prima per la produzione dei mattoni MgO-C, che possono essere suddivisi in magnesia fusa e magnesia sinterizzata. Rispetto alla magnesia sinterizzata, la magnesia fusa presenta i vantaggi dei grani di cristallo di periclasio grossolani e della grande densità del volume delle particelle. È la principale materia prima utilizzata nella produzione dei mattoni di carbonio magnesia. La produzione di refrattari di magnesia ordinari richiede resistenza alle alte temperature e resistenza alla corrosione per le materie prime di magnesia. Pertanto, viene prestata attenzione alla purezza della magnesia e al rapporto C/S e al contenuto di B2O3 nella composizione chimica. Con lo sviluppo dell’industria metallurgica, le condizioni di fusione stanno diventando sempre più esigenti. Oltre alla composizione chimica, la magnesia utilizzata nei mattoni MgO-C utilizzati nelle apparecchiature metallurgiche (convertitore, forno elettrico, siviera, ecc.) richiede alta densità e grande cristallizzazione.

Fonte di carbonio

Che si tratti di mattoni MgO-C tradizionali o mattoni MgO-C a basse emissioni di carbonio utilizzati in grandi quantità, la grafite lamellare viene utilizzata principalmente come fonte di carbonio. La grafite, come materia prima principale per la produzione di mattoni MgO-C, beneficia principalmente delle sue eccellenti proprietà fisiche: ① non bagna alle scorie. ②Elevata conducibilità termica. ③Bassa espansione termica. Inoltre, la grafite e i materiali refrattari non sono eutettici alle alte temperature e hanno un’elevata refrattarietà. La purezza della grafite ha un impatto maggiore sulle prestazioni dei mattoni MgO-C. In generale, dovrebbe essere utilizzata grafite con un contenuto di carbonio superiore al 95% e molto buona, superiore al 98%.

Oltre alla grafite, il nerofumo è anche comunemente usato nella produzione di mattoni di carbonio magnesia. Il nerofumo è un materiale carbonioso polverulento nero altamente disperso prodotto dalla decomposizione termica o dalla combustione incompleta di idrocarburi idrocarburici. Il nerofumo ha particelle fini (meno di 1μm), un’ampia superficie specifica e la frazione di massa del carbonio è del 90～ 99%, elevata purezza, elevata resistività della polvere, elevata stabilità termica, bassa conduttività termica, è difficile grafitizzare il carbonio . L’aggiunta di nerofumo può migliorare la resistenza alla scheggiatura dei mattoni MgO-C, aumentare la quantità di carbonio residuo e aumentare la densità dei mattoni.

Agente legante

I leganti comunemente usati per la produzione di mattoni MgO-C includono catrame di carbone, catrame di carbone e pece di petrolio, nonché speciali resine di carbonio, polioli, resine fenoliche modificate con pece, resine sintetiche, ecc. Il legante utilizzato ha i seguenti tipi:

1) Sostanze di asfalto. La pece di catrame è una specie di materiale termoplastico. Ha le caratteristiche di alta affinità con grafite e ossido di magnesio, alto tasso di carbonio residuo dopo la carbonizzazione e basso costo. È stato utilizzato in grandi quantità in passato; ma la pece di catrame contiene idrocarburi aromatici cancerogeni, in particolare il contenuto di benzoftalone. Alto; a causa del rafforzamento della consapevolezza ambientale, l’uso della pece di catrame è ora in diminuzione.

2) Sostanze resinose. La resina sintetica è prodotta dalla reazione di fenolo e formaldeide. Può mescolarsi bene con particelle refrattarie a temperatura ambiente. Dopo la carbonizzazione, il tasso di carbonio residuo è elevato. Attualmente è il principale legante per la produzione dei mattoni MgO-C; ma si forma dopo la carbonizzazione. La struttura a rete vetrosa non è l’ideale per la resistenza agli shock termici e all’ossidazione dei materiali refrattari.

3) A base di asfalto e resina, la sostanza ottenuta dopo la modifica. Se l’agente legante può essere carbonizzato per formare una struttura intarsiata e formare materiale in fibra di carbonio in situ, allora questo agente legante migliorerà le prestazioni ad alta temperatura del materiale refrattario.

Antiossidanti

Per migliorare la resistenza all’ossidazione dei mattoni MgO-C, viene spesso aggiunta una piccola quantità di additivi. Gli additivi comuni sono Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN e gli additivi Al-BC e Al-SiC-C riportati di recente [5 -7]. Il principio di azione degli additivi può essere grosso modo suddiviso in due aspetti: da un lato, dal punto di vista della termodinamica, cioè alla temperatura di lavoro, gli additivi o gli additivi reagiscono con il carbonio per formare altre sostanze, e la loro affinità per l’ossigeno è maggiore rispetto a quella del carbonio e dell’ossigeno. , Ha la precedenza sul carbonio da ossidare per proteggere il carbonio; dal punto di vista della cinetica, invece, la Densità chimica, blocca i pori, ostacola la diffusione dell’ossigeno e dei prodotti di reazione, ecc.