Tulekindlad magneesiasüsiniktellised

Tavaline magneesiumoksiid{0}}süsiniktellistest tulekindel materjal, mis on valmistatud külmsegamise teel sünteetilise tõrva sideainega, kõveneb ja omandab vajaliku tugevuse tõrva kahjustamisel, moodustades seega isotroopse klaasja süsiniku. Süsinikul ei ole termoplastsust, mis võib õigeaegselt leevendada suurt pinget küpsetamise või voodri käsitsemise ajal. Asfaldisideainetega toodetud magneesiumoksiid{4}}süsiniktellistel on kõrgel temperatuuril{5}} kõrge plastilisus tänu asfaldi karboniseerimisprotsessi käigus moodustunud anisotroopsele grafitiseeritud koksistruktuurile.

tootmisprotsess

MgO-C telliste peamised toorained on sulatatud magneesiumoksiid või paagutatud magneesium, helveste grafiit, orgaanilised sideained ja antioksüdandid.

magneesia

Magneesium on MgO-C telliste tootmise peamine tooraine ning see jaguneb sulamagneesiumiks ja paagutatud magneesiumiks. Võrreldes paagutatud magneesiumoksiidiga on sulatatud magneesiumoksiidil eelised jämedate periklaasi kristallide terade ja suure osakeste mahutihedusega ning see on tulekindlate magneesiumoksiidsüsiniktelliste tootmisel kasutatav peamine tooraine. Tavaliste tulekindlate magneesiumoksiidmaterjalide tootmiseks on vaja magneesiumi toorainel kõrget-temperatuuritugevust ja korrosioonikindlust. Seetõttu tuleks tähelepanu pöörata magneesiumi puhtusele ning C/S suhtele ja B2O3 sisaldusele selle keemilises koostises. Metallurgiatööstuse arenguga muutuvad sulatustingimused üha nõudlikumaks. Metallurgiaseadmetes (konverterid, elektriahjud, kulbid jm) kasutatavates MgO–C tellistes kasutatav magneesiumoksiid nõuab lisaks keemilisele koostisele ka suurt tihedust ja organisatsioonilise struktuuri poolest suurt tihedust. Suur kristall.

Kas traditsioonilistes MgO-C tellistes või laialdaselt kasutatavates madala-süsinikuga MgO-C tellistes, kasutatakse süsinikuallikana peamiselt helbegrafiiti. Grafiit kui MgO{4}}C-telliste tootmise peamine tooraine, saab peamiselt kasu oma suurepärastest füüsikalistest omadustest: ① räbu mittemärgumine-. ② Kõrge soojusjuhtivus. ③ Madal soojuspaisumine. Lisaks ei sulandu grafiit ja tulekindlad materjalid kõrgel temperatuuril ja neil on kõrge tulekindlus. Grafiidi puhtus mõjutab oluliselt MgO{10}}C telliste toimivust. Üldiselt tuleks kasutada grafiiti, mille süsinikusisaldus on suurem kui 95%, eelistatavalt üle 98%.

Lisaks grafiidile kasutatakse tulekindlate magneesiumoksiidsüsiniktelliste tootmisel tavaliselt ka tahma. Tahm on suure hajutusega must pulbriline süsihappegaas, mis tekib süsivesinike termilisel lagunemisel või mittetäielikul põlemisel. Tahma osakesed on väikesed (alla 1 μm), eripind on suur ja süsiniku massiosa on 90–99%, kõrge puhtusastmega, suure pulbri eritakistusega, kõrge termilise stabiilsusega, madala soojusjuhtivusega ja on raskesti--grafitiseeritav süsinik. Tahma lisamine võib tõhusalt parandada MgO-C telliste lõhenemiskindlust, suurendada süsiniku jääkkogust ja suurendada telliste tihedust.

MgO{0}}C-telliste tootmisel kasutatakse tavaliselt sideaineid kivisöetõrva, kivisöepigi ja naftapigi, aga ka spetsiaalsete süsinikvaikude, polüoolide, asfaldiga modifitseeritud fenoolvaigude, sünteetiliste vaikude jms. Kasutatakse järgmist tüüpi sideaineid:

1) Asfalditaolised ained. Tõrvasfalt on termoplastne materjal, millel on kõrge afiinsus grafiidi ja magneesiumoksiidi suhtes, kõrge süsiniku jääkmäär pärast karboniseerimist ja madal hind. Seda on varem laialdaselt kasutatud; tõrvasfalt sisaldab aga kantserogeenseid aromaatseid süsivesinikke, eriti benso- sisaldust. kõrge; suurenenud keskkonnateadlikkuse tõttu on tõrvasfaldi kasutamine praegu vähenemas.

2) Vaiguained. Sünteetilist vaiku toodetakse fenooli ja formaldehüüdi reaktsioonil. Seda saab toatemperatuuril hästi segada tulekindlate osakestega. Pärast karboniseerimist on süsiniku jääkide määr kõrge. See on peamine sideaine, mida praegu kasutatakse MgO{5}}C telliste tootmisel; see aga tekib pärast karboniseerumist Klaasjas võrgustruktuur ei ole ideaalne tulekindlate materjalide termilise šoki vastupidavuse ja oksüdatsioonikindluse jaoks.

3) Asfaldi ja vaigu baasil modifitseeritud ained. Kui sideaine võib moodustada mosaiikstruktuuri ja süsinikkiudmaterjali in situ pärast karboniseerimist, siis see sideaine parandab tulekindla materjali kõrget -temperatuuri.

MgO{0}}C telliste oksüdatsioonikindluse parandamiseks lisatakse sageli väike kogus lisaaineid. Levinud lisandid on Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC ja B4C. , BN ja hiljuti teatatud Al-B-C ja Al-SiC-C seeria lisandid [5–7]. Lisandite tööpõhimõtte võib laias laastus jagada kaheks aspektiks: ühelt poolt termodünaamilisest vaatenurgast ehk töötemperatuuril reageerivad lisandid ehk lisandid süsinikuga, moodustades teisi aineid ning nende afiinsus hapnikuga on suurem kui süsiniku ja hapniku vaheline afiinsus. , enne süsiniku oksüdeerimist süsiniku kaitsmiseks; teisest küljest, kineetilisest vaatenurgast, lisandite reaktsioonil O2, CO või süsinikuga tekkivad ühendid muudavad süsinikkomposiit tulekindlate materjalide mikrostruktuuri, näiteks suurendavad tihedust, blokeerivad poorid, takistavad hapniku ja reaktsioonisaaduste difusiooni jne.

Tulekindlad materjalid, mida kasutati varajastes kulbide räbuliinides, olid kvaliteetsed-leeliselised tellised, nagu otseliimitud magneesiumoksiid-kroomtellised ja elektrofusiooniga seotud magneesiumoksiid-kroomtellised. Pärast MgO-C telliste edukat kasutamist konverterites kasutati MgO-C telliseid ka rafineerimiskulbi räbu liinis ja saavutati häid tulemusi.

Uuringud näitavad, et sulatatud magneesiumoksiidi ja paagutatud magneesiumoksiidi segust ning antioksüdantidena 15% fosforhelbegrafiidist ja väikesest kogusest magneesiumi-alumiiniumisulamist valmistatud MgO-C tellistel on hea kasutusefekt ja nende kandevõime on 100 tonni. Kui seda kasutatakse LF kulbi räbu liinis, võrreldes MgO-C tellistega, mille C-sisaldus on 18% ilma antioksüdantideta, väheneb kahjustuste määr 20-30% ja keskmine erosioonimäär on 1,2-1,3 mm ahju kohta.