Proces produkcji cegły ogniotrwałe magnezytowo-węglowe

Surowiec

Główne surowce do produkcji cegieł MgO-C to magnezja topiona lub spiekana, grafit płatkowy, spoiwa organiczne i przeciwutleniacze.

magnezja

Magnezja jest głównym surowcem do produkcji cegieł MgO-C, które można podzielić na magnezję topioną i magnezję spiekaną. W porównaniu z magnezją spiekaną, magnezja topiona ma zalety gruboziarnistych ziaren kryształów peryklazu i dużej gęstości objętościowej cząstek. Jest głównym surowcem używanym do produkcji cegieł magnezytowo-węglowych. Produkcja zwykłych materiałów ogniotrwałych z magnezji wymaga wytrzymałości na wysokie temperatury i odporności na korozję surowców magnezowych. Dlatego zwraca się uwagę na czystość magnezji oraz stosunek C/S i zawartość B2O3 w składzie chemicznym. Wraz z rozwojem przemysłu metalurgicznego warunki hutnicze stają się coraz bardziej wymagające. Oprócz składu chemicznego magnezja stosowana w cegłach MgO-C stosowanych w sprzęcie metalurgicznym (konwerter, piec elektryczny, kadź itp.) wymaga wysokiej gęstości i doskonałej krystalizacji.

Źródło węgla

Niezależnie od tego, czy w tradycyjnych cegłach MgO-C, czy w cegłach niskowęglowych MgO-C, które są używane w dużych ilościach, jako źródło węgla stosuje się głównie grafit płatkowy. Grafit, jako główny surowiec do produkcji cegieł MgO-C, korzysta przede wszystkim z doskonałych właściwości fizycznych: ① niezwilżalności do żużla. ②Wysoka przewodność cieplna. ③Niska rozszerzalność cieplna. Ponadto grafit i materiały ogniotrwałe nie są eutektyczne w wysokich temperaturach i mają wysoką ogniotrwałość. Czystość grafitu ma większy wpływ na właściwości użytkowe cegieł MgO-C. Generalnie należy stosować grafit o zawartości węgla powyżej 95%, a bardzo dobry, powyżej 98%.

Oprócz grafitu do produkcji cegieł magnezytowo-węglowych powszechnie stosuje się również sadzę. Sadza jest wysoce zdyspergowanym czarnym proszkowym materiałem węglowym wytwarzanym przez rozkład termiczny lub niecałkowite spalanie węglowodorów węglowodorowych. Sadza ma drobne cząstki (mniej niż 1μm), dużą powierzchnię właściwą, a udział masowy węgla wynosi 90～ 99%, wysoka czystość, wysoka rezystywność proszku, wysoka stabilność termiczna, niska przewodność cieplna, trudno jest grafityzować węgiel . Dodatek sadzy może poprawić odporność cegieł MgO-C na kruszenie, zwiększyć ilość węgla resztkowego i zwiększyć gęstość cegieł.

Środek wiążący

Powszechnie stosowanymi spoiwami do produkcji cegieł MgO-C są smoła węglowa, smoła węglowa i pak naftowy, a także specjalne żywice węglowe, poliole, żywice fenolowe modyfikowane smołą, żywice syntetyczne itp. Stosowane spoiwo ma następujące rodzaje:

1) Substancje asfaltowe. Smoła jest rodzajem materiału termoplastycznego. Charakteryzuje się wysokim powinowactwem z grafitem i tlenkiem magnezu, wysoką zawartością węgla resztkowego po karbonizacji i niskim kosztem. W przeszłości był używany w dużych ilościach; ale pak smołowy zawiera rakotwórcze węglowodory aromatyczne, zwłaszcza zawartość benzoftalonu. Wysoki; ze względu na wzrost świadomości ekologicznej zużycie smoły zmniejsza się.

2) Substancje żywiczne. Żywica syntetyczna powstaje w wyniku reakcji fenolu i formaldehydu. Dobrze miesza się z cząstkami ogniotrwałymi w temperaturze pokojowej. Po karbonizacji wskaźnik pozostałości węgla jest wysoki. Obecnie jest głównym spoiwem do produkcji cegieł MgO-C; ale powstaje po karbonizacji. Szklana struktura sieci nie jest idealna dla odporności na szok termiczny i odporności na utlenianie materiałów ogniotrwałych.

3) Na bazie asfaltu i żywicy, substancja otrzymana po modyfikacji. Jeżeli spoiwo może być karbonizowane w celu wytworzenia inkrustowanej struktury i materiału z włókna węglowego in situ, wówczas ten spoiwo poprawi działanie materiału ogniotrwałego w wysokich temperaturach.

Przeciwutleniacze

W celu poprawy odporności na utlenianie cegieł MgO-C często dodaje się niewielką ilość dodatków. Powszechnymi dodatkami są Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B4C , BN oraz niedawno zgłoszone dodatki Al-BC i Al-SiC-C [5 -7]. Zasadę działania dodatków można z grubsza podzielić na dwa aspekty: Z jednej strony z punktu widzenia termodynamiki, czyli w temperaturze roboczej dodatki lub dodatki reagują z węglem tworząc inne substancje, a ich powinowactwo do tlenu jest większe niż węgla i tlenu. , Utlenienie węgla w celu ochrony węgla ma pierwszeństwo; z drugiej strony z punktu widzenia kinetyki gęstość chemiczna blokuje pory, utrudnia dyfuzję tlenu i produktów reakcji itp.