Produktionsproces af MgO-C-klodser
De vigtigste råmaterialer til MgO-C-klodser omfatter smeltet magnesia eller sintret magnesia, flagegrafit, organiske bindemidler og antioxidanter.
Magnesia
Magnesia er det primære råmateriale til fremstilling af MgO-C-klodser, tilgængeligt i form af smeltet magnesia og sintret magnesia. Sammenlignet med sintret magnesia har smeltet magnesia fordele såsom større periklase krystalkorn og højere bulkdensitet, hvilket gør det til det foretrukne råmateriale til produktion af MgO-C mursten. Til fremstilling af almindelige magnesiumoxid-baserede ildfaste materialer er hovedkravene til magnesiumoxidråmaterialer høj-temperaturstyrke og korrosionsbestandighed, således at der lægges vægt på renheden af magnesia og C/S-forholdet og B₂O₃-indholdet i dets kemiske sammensætning. Med udviklingen af den metallurgiske industri og stadig mere barske smelteforhold kræver magnesiumoxid, der anvendes i MgO-C-klodser til metallurgisk udstyr (konvertere, elektriske ovne, øser, osv.) ikke kun en specifik kemisk sammensætning, men også høj densitet og stor krystallitstørrelse med hensyn til mikrostruktur.
Produktionsproces af magnesia carbon murstenCarbon Source
Uanset om det er i traditionelle MgO-C-klodser eller meget udbredte MgO--C-klodser med lavt-carbonindhold, bruges flagegrafit primært som kulstofkilden. Grafit er et nøgleråmateriale til MgO-C mursten, hovedsagelig på grund af dets fremragende fysiske egenskaber: ① ikke-befugtning af slagger; ② høj varmeledningsevne; ③ lav termisk udvidelse. Derudover gennemgår grafit ikke eutektisk smeltning med ildfaste materialer ved høje temperaturer og har høj ildfasthed. Grafittens renhed påvirker ydelsen af MgO-C-klodser markant; generelt kræves grafit med et kulstofindhold større end 95 %, fortrinsvis større end 98 %.
Ud over grafit er kønrøg også almindeligt anvendt i produktionen af magnesium-kulstofsten. Carbon black er et stærkt dispergeret sort pulveragtigt kulholdigt materiale fremstillet ved termisk nedbrydning eller ufuldstændig forbrænding af kulbrinteforbindelser. Det har fine partikler (mindre end 1 μm), stort specifikt overfladeareal, kulstofindhold på 90-99 %, høj renhed, høj elektrisk resistivitet, høj termisk stabilitet og relativt lav varmeledningsevne, der tilhører den ikke-grafitiserende kulstofkategori. Tilsætning af kønrøg kan effektivt forbedre spaltningsmodstanden for MgO-C-klodser, øge det resterende kulstofindhold og øge murstenens tæthed.
Bindemiddel
Almindelige bindemidler, der bruges i MgO-C murstensproduktion omfatter stenkulstjære, stenkulstjærebeg, petroleumsbeg samt specielle kulholdige harpikser, polyoler, beg-modificerede phenolharpikser, syntetiske harpikser osv. De anvendte bindemidler kan klassificeres i følgende typer:
Pitch-baserede materialer. Kultjærebeg er et termoplastisk materiale med fordele såsom stærk affinitet med grafit og magnesia, høj restkulstofrate efter karbonisering og lave omkostninger; det var meget brugt i fortiden. Kultjærebeg indeholder dog kræftfremkaldende aromatiske kulbrinter, især høje niveauer af benzopyren. På grund af stigende miljøbevidsthed er brugen af stenkulstjærebeg nu faldende.
Resin-baserede materialer. Syntetisk harpiks fremstilles ved reaktion mellem phenol og formaldehyd. Det kan blandes godt med ildfaste partikler ved stuetemperatur og har en høj restkulstofrate efter karbonisering, hvilket gør det til det vigtigste bindemiddel, der i øjeblikket bruges til MgO-C mursten. Den glasagtige netværksstruktur, der dannes efter dens karbonisering, er imidlertid ikke ideel til den termiske stødmodstand og oxidationsmodstand af det ildfaste materiale.
Modificerede materialer baseret på beg og harpiks. Hvis bindemidlet kan danne en镶嵌-struktur og in-kulstoffibre efter forkulning, kan det forbedre det ildfaste materiales høje-temperatur-ydeevne.
Antioxidanter
For at forbedre oxidationsbestandigheden af MgO-C-klodser tilsættes ofte små mængder additiver. Almindelige tilsætningsstoffer omfatter Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B₄C, BN og mere nyligt rapporterede Al-B-C- og Al{}C{10-systemer Mekanismen for tilsætningsstoffer kan groft opdeles i to aspekter: det ene er fra et termodynamisk perspektiv, hvor tilsætningsstofferne eller deres reaktionsprodukter med kulstof ved arbejdstemperaturer har en større affinitet til oxygen end kulstof gør, og de er således fortrinsvis oxideret og beskytter kulstoffet; den anden er fra et kinetisk perspektiv, hvor forbindelserne dannet af additiver, der reagerer med O₂, CO eller kulstof, ændrer mikrostrukturen af det kulstofholdige-holdige ildfaste materiale, såsom at øge densiteten, blokere porer og hindre diffusionen af oxygen og reaktionsprodukter.
