Производствен процес на MgO-C тухли
Основните суровини за MgO-C тухли включват стопен магнезиев оксид или синтерован магнезиев оксид, люспест графит, органични свързващи вещества и антиоксиданти.
магнезия
Магнезият е основната суровина за производството на MgO-C тухли, предлагани под формата на разтопен магнезий и синтерован магнезий. В сравнение със синтерования магнезиев оксид, стопеният магнезиев оксид има предимства като по-големи кристални зърна от периклаз и по-висока насипна плътност, което го прави предпочитаната суровина за производството на тухли MgO-C. За производството на обикновени огнеупорни материали на базата на магнезиев-основните изисквания към суровините на магнезиевия оксид са висока{5}}температурна якост и устойчивост на корозия, като по този начин се набляга на чистотата на магнезиевия оксид и съотношението C/S и съдържанието на B₂O₃ в неговия химически състав. С развитието на металургичната промишленост и все по-суровите условия на топене, магнезият, използван в MgO-C тухли за металургично оборудване (конвертори, електрически пещи, кофи и др.), изисква не само специфичен химичен състав, но и висока плътност и голям размер на кристалите по отношение на микроструктурата.
Производствен процес на магнезиева въглеродна тухла Източник на въглерод
Независимо дали в традиционните MgO-C тухли или широко използваните ниско-въглеродни MgO-C тухли, люспестият графит се използва предимно като източник на въглерод. Графитът е ключова суровина за MgO-C тухли, главно поради отличните си физични свойства: ① не-намокряемост от шлака; ② висока топлопроводимост; ③ ниско термично разширение. В допълнение, графитът не претърпява евтектично топене с огнеупори при високи температури и има висока огнеупорност. Чистотата на графита значително влияе върху работата на MgO-C тухлите; обикновено се изисква графит със съдържание на въглерод над 95%, за предпочитане над 98%.
В допълнение към графита, саждите също се използват често в производството на магнезиеви-въглеродни тухли. Саждите са силно диспергиран черен прахообразен въглероден материал, получен чрез термично разлагане или непълно изгаряне на въглеводородни съединения. Той има фини частици (по-малко от 1 μm), голяма специфична повърхност, съдържание на въглерод от 90–99%, висока чистота, високо електрическо съпротивление, висока термична стабилност и относително ниска топлопроводимост, принадлежащи към категорията не-графитизиращ въглерод. Добавянето на сажди може ефективно да подобри устойчивостта на разцепване на MgO-C тухлите, да увеличи остатъчното съдържание на въглерод и да подобри плътността на тухлите.
Свързващо вещество
Обичайните свързващи вещества, използвани при производството на тухли MgO-C, включват каменовъглен катран, каменовъглен катран, петролен катран, както и специални въглеродни смоли, полиоли, модифицирани смола-фенолни смоли, синтетични смоли и др. Използваните свързващи вещества могат да бъдат класифицирани в следните типове:
Материали,-базирани на представяне. Смолата от каменовъглен катран е термопластичен материал с предимства като силен афинитет към графит и магнезий, висока степен на остатъчен въглерод след карбонизация и ниска цена; той е бил широко използван в миналото. Въпреки това въглищният катран съдържа канцерогенни ароматни въглеводороди, особено високи нива на бензопирен. Поради нарастващото екологично съзнание, употребата на каменовъглен катран сега намалява.
Материали на-смола. Синтетичната смола се получава чрез реакция на фенол и формалдехид. Може да се смесва добре с огнеупорни частици при стайна температура и има висок процент на остатъчен въглерод след карбонизация, което го прави основното свързващо вещество, използвано в момента за MgO-C тухли. Стъклообразната мрежеста структура, образувана след нейната карбонизация, обаче не е идеална за устойчивост на термичен удар и устойчивост на окисляване на огнеупорния материал.
Модифицирани материали на базата на смола и смола. Ако свързващото вещество може да образува 镶嵌 структура и-на място въглеродни влакна след карбонизация, то може да подобри ефективността на огнеупорния материал при високи-температури.
Антиоксиданти
За да се подобри устойчивостта на окисляване на MgO-C тухли, често се добавят малки количества добавки. Обичайните добавки включват Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B₄C, BN и по-скоро докладвани системи Al-B-C и Al-SiC-C. Механизмът на добавките може грубо да бъде разделен на два аспекта: единият е от термодинамична гледна точка, където при работни температури добавките или техните реакционни продукти с въглерода имат по-голям афинитет към кислорода, отколкото въглерода, като по този начин се окисляват за предпочитане и защитават въглерода; другият е от кинетична гледна точка, където съединенията, образувани от добавки, реагиращи с O₂, CO или въглерод, променят микроструктурата на въглерод-съдържащия огнеупорен материал, като например увеличаване на плътността, блокиране на порите и възпрепятстване на дифузията на кислород и реакционни продукти.
