תהליך הייצור של לבנים עקשן מפחמן מגנזיה

חומר גולמי

חומרי הגלם העיקריים של לבני MgO-C כוללים מגנזיה ממוזגת או מגנזיה סינטרת, גרפיט פתיתים, קלסרים אורגניים ונוגדי חמצון.

מגנזיה

מגנזיה היא חומר הגלם העיקרי לייצור לבני MgO-C, הניתנות לחלוקה למגנזיה מותכת ומגנזיה סינטרת. בהשוואה למגנזיה מחוטאת, למגנזיה מותכת יש את היתרונות של גרגרי גביש גס פריקלאז וצפיפות נפח חלקיקים גדולה. זהו חומר הגלם העיקרי המשמש בייצור לבני פחמן מגנזיה. הייצור של חומרי גלם מגנזיה רגילים דורש חוזק בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה. לכן, מוקדשת תשומת הלב לטוהר המגנזיה וליחס C/S ותכולת B2O3 בהרכב הכימי. עם התפתחות התעשייה המתכתית, תנאי ההיתוך הופכים תובעניים יותר ויותר. בנוסף להרכב הכימי, המגנזיה המשמשת בלבני MgO-C המשמשות בציוד המתכות (ממיר, תנור חשמלי, מצקת וכו’) דורשת צפיפות גבוהה והתגבשות גדולה.

מקור פחמן

בין אם בלבני MgO-C מסורתיות או לבני MgO-C דלת פחמן המשמשות בכמויות גדולות, גרפיט פתיתים משמש בעיקר כמקור הפחמן שלו. הגרפיט, כחומר הגלם העיקרי לייצור לבני MgO-C, נהנה בעיקר מהתכונות הפיזיקליות המצוינות שלו: ① לא הרטבה עד סיגים. ② מוליכות תרמית גבוהה. ③ התפשטות תרמית נמוכה. בנוסף, גרפיט וחומרים עקשן אינם אוספים בטמפרטורות גבוהות, ובעלי עמידות גבוהה. לטוהר הגרפיט יש השפעה גדולה יותר על הביצועים של לבני MgO-C. בדרך כלל, יש להשתמש בגרפיט עם תכולת פחמן של יותר מ-95%, וטוב מאוד, יותר מ-98%.

בנוסף לגרפיט, פחמן שחור משמש בדרך כלל גם בייצור לבני פחמן מגנזיה. פחמן שחור הוא חומר פחמני אבקתי שחור מפוזר מאוד המיוצר על ידי פירוק תרמי או בעירה לא מלאה של פחמימנים פחמימנים. לפחמן השחור יש חלקיקים עדינים (פחות מ-1 מיקרומטר), שטח פנים ספציפי גדול, ושבר המסה של הפחמן הוא 90% 99%, טוהר גבוה, התנגדות אבקה גבוהה, יציבות תרמית גבוהה, מוליכות תרמית נמוכה, קשה לבצע גרפיטציה של פחמן . תוספת של פחמן שחור יכולה לשפר את עמידות ההתפרקות של לבני MgO-C, להגדיל את כמות הפחמן השיורי ולהגדיל את צפיפות הלבנים.

סוכן מחייב

קלסרים נפוצים לייצור לבני MgO-C כוללים זפת פחם, זפת פחם וזפת נפט, כמו גם שרפי פחמן מיוחדים, פוליאולים, שרפים פנוליים שעברו שינוי זפת, שרפים סינתטיים וכו’. לחומר הקשירה המשמש את הסוגים הבאים:

1) חומרי אספלט. זפת זפת הוא סוג של חומר תרמופלסטי. יש לו את המאפיינים של זיקה גבוהה עם תחמוצת גרפיט ומגנזיום, שיעור פחמן שיורי גבוה לאחר פחמול, ועלות נמוכה. נעשה בו שימוש בכמויות גדולות בעבר; אבל זפת הזפת מכילה פחמימנים ארומטיים מסרטנים, במיוחד את התוכן של בנזופטלון. גָבוֹהַ; עקב התחזקות המודעות הסביבתית, השימוש בזפת זפת הולך ופוחת.

2) חומרי שרף. שרף סינטטי נוצר על ידי תגובה של פנול ופורמלדהיד. זה יכול להתערבב היטב עם חלקיקים עקשן בטמפרטורת החדר. לאחר הפחמן, שיעור הפחמן השיורי גבוה. כיום זהו הקלסר העיקרי לייצור לבני MgO-C; אבל הוא נוצר לאחר הפחממה. מבנה הרשת הזכוכיתי אינו אידיאלי לעמידות בפני זעזועים תרמיים ועמידות לחמצון של חומרים עקשן.

3) על בסיס אספלט ושרף, החומר המתקבל לאחר שינוי. אם ניתן לפחמם את חומר החיבור ליצירת מבנה משובץ וליצור חומר סיבי פחמן באתרו, אזי חומר מליטה זה ישפר את ביצועי הטמפרטורה הגבוהה של החומר העמיד.

נוגדי חמצון

על מנת לשפר את עמידות החמצון של לבני MgO-C, לעיתים קרובות מוסיפים כמות קטנה של תוספים. התוספים הנפוצים הם Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C, BN ותוספי Al-BC ו-Al-SiC-C שדווחו לאחרונה [5 -7]. ניתן לחלק באופן גס את עקרון הפעולה של תוספים לשני היבטים: מצד אחד, מנקודת המבט של התרמודינמיקה, כלומר בטמפרטורת עבודה, תוספים או תוספים מגיבים עם פחמן ליצירת חומרים אחרים, והזיקה שלהם לחמצן גדולה יותר. מזה של פחמן וחמצן. , יש עדיפות על פחמן להתחמצן כדי להגן על פחמן; מצד שני, מנקודת המבט של קינטיקה, הצפיפות הכימית, חוסמת נקבוביות, מעכבת דיפוזיה של חמצן ותוצרי תגובה וכו’.