Výrobní proces MgO-C cihel
Mezi hlavní suroviny pro MgO-C cihly patří tavená magnézie nebo slinutá magnézie, vločkový grafit, organická pojiva a antioxidanty.
Magnesia
Hořčík je primární surovinou pro výrobu cihel MgO{0}}C, které jsou dostupné ve formě tavené magnézie a slinuté magnézie. Ve srovnání se slinutou magnézií má tavená magnézie výhody, jako jsou větší krystalová zrna periklasu a vyšší objemová hmotnost, díky čemuž je preferovanou surovinou pro výrobu cihel MgO-C. Pro výrobu běžných hořčíkových-žáruvzdorných materiálů jsou hlavní požadavky na magnéziové suroviny vysoká-pevnost vůči teplotě a odolnost proti korozi, proto je kladen důraz na čistotu magnézie a poměr C/S a obsah B₂O₃ v jejím chemickém složení. S rozvojem metalurgického průmyslu a stále drsnějšími podmínkami tavby vyžaduje magnézie používaná v MgO-C cihlách pro hutní zařízení (konvertory, elektrické pece, pánve atd.) nejen specifické chemické složení, ale také vysokou hustotu a velkou velikost krystalitů z hlediska mikrostruktury.
Proces výroby magnéziových uhlíkových cihel Zdroj uhlíku
Vločkový grafit se primárně používá jako zdroj uhlíku, ať už v tradičních MgO-C cihlách nebo široce používaných nízkouhlíkových MgO{2}}C cihlách. Grafit je klíčovou surovinou pro MgO-C cihly, a to především díky svým vynikajícím fyzikálním vlastnostem: ①-nesmáčitelnost struskou; ② vysoká tepelná vodivost; ③ nízká tepelná roztažnost. Kromě toho grafit nepodléhá eutektickému tavení se žáruvzdornými materiály při vysokých teplotách a má vysokou žáruvzdornost. Čistota grafitu výrazně ovlivňuje vlastnosti MgO-C cihel; obecně je vyžadován grafit s obsahem uhlíku větším než 95 %, výhodně větším než 98 %.
Kromě grafitu se při výrobě magnéziových-uhlíkových cihel běžně používají také saze. Saze jsou vysoce disperzní černý práškový uhlíkatý materiál vyráběný tepelným rozkladem nebo nedokonalým spalováním uhlovodíkových sloučenin. Má jemné částice (méně než 1 μm), velký měrný povrch, obsah uhlíku 90–99 %, vysokou čistotu, vysoký elektrický odpor, vysokou tepelnou stabilitu a relativně nízkou tepelnou vodivost, patří do kategorie negrafitizujícího uhlíku. Přidání sazí může účinně zlepšit odolnost cihel MgO-C proti odlupování, zvýšit obsah zbytkového uhlíku a zvýšit hustotu cihel.
Pořadač
Mezi běžná pojiva používaná při výrobě MgO-C cihel patří černouhelný dehet, černouhelná smola, ropná smola a také speciální uhlíkaté pryskyřice, polyoly, smolou -modifikované fenolové pryskyřice, syntetické pryskyřice atd. Používaná pojiva lze rozdělit do následujících typů:
Materiály založené na prezentaci-. Uhelná smola je termoplastický materiál s výhodami, jako je silná afinita s grafitem a hořčíkem, vysoká míra zbytkového uhlíku po karbonizaci a nízká cena; v minulosti se hojně používal. Černouhelná smola však obsahuje karcinogenní aromatické uhlovodíky, zejména vysoký obsah benzopyrenu. Vzhledem k rostoucímu povědomí o životním prostředí se nyní používání smoly z černouhelného dehtu snižuje.
Materiály na{0}}pryskyřici. Syntetická pryskyřice se vyrábí reakcí fenolu a formaldehydu. Lze jej dobře mísit se žáruvzdornými částicemi při pokojové teplotě a má vysoký zbytkový obsah uhlíku po karbonizaci, což z něj činí hlavní pojivo, které se v současnosti používá pro cihly MgO-C. Struktura sklovité sítě vytvořená po její karbonizaci však není ideální pro odolnost žáruvzdorného materiálu proti tepelnému šoku a oxidaci.
Modifikované materiály na bázi smoly a pryskyřice. Pokud pojivo dokáže po karbonizaci vytvořit 镶嵌 strukturu a -uhlíková vlákna in situ, může zlepšit výkon žáruvzdorného materiálu při vysokých{2}}teplotách.
Antioxidanty
Ke zlepšení odolnosti cihel MgO{0}}C proti oxidaci se často přidávají malá množství přísad. Mezi běžné přísady patří Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B₄C, BN a nověji uváděné systémy Al-B-C a Al{9}C{10}C{10}. Mechanismus aditiv lze zhruba rozdělit do dvou hledisek: jeden je z termodynamického hlediska, kdy při pracovních teplotách mají aditiva nebo jejich reakční produkty s uhlíkem větší afinitu ke kyslíku než uhlík, a tím se přednostně oxidují a uhlík chrání; druhý je z kinetického hlediska, kde sloučeniny vytvořené aditivy reagujícími s O₂, CO nebo uhlíkem mění mikrostrukturu žáruvzdorného materiálu obsahujícího uhlík-, například zvyšují hustotu, ucpávají póry a brání difúzi kyslíku a reakčních produktů.
