Магнезия углеродной кирпичявляется композитным материалом магнезии песка и углерода, среди которых графит является ключом к ингибированию проникновения в шлак и коррозионной стойкости, в то время как углерод смолы накапливает структурную прочность магнезита углеродного кирпича; Но как смола, так и графит имеют самую большую слабость того, что их легко окисляется.
Есть два основных способа окисления углерода у углеродных кирпичей MGO. Одним из них является окисление углерода компонентами газовой фазы, а другим является окисление окисленных компонентов в шлаке или стали. Окисленные компоненты в шлаке или стали в основном (FEXO) и [O] и т. Д.; Это окисление происходит с инфильтрацией соответствующей жидкой фазы в углеродном кирпике магния, как показано в формуле (1) и формуле (2):
Fexo+c → fe+co (1)
MNO+C → Mn+Co (2)
Антиоксиданты используются для предотвращения окисления графита газовой фазой и жидкой фазой. В настоящее время антиоксиданты, используемые в углеродных кирпичах Magnesia, в основном являются металлическими и неметаллическими. Металлические антиоксиданты в основном включают AL, SI, AL-MG и т. Д., В то время как неметаллические антиоксиданты в основном включают B4C, ZRB2, SIC и т. Д.
Среди металлических антиоксидантов наиболее широко используется металлический порошок, который сначала реагирует с углеродом при высокой температуре с образованием AL4C3, а AL4C3 реагирует с CO (G) и тому подобным. Конкретный механизм действия заключается в следующем:
4al +3 c=al4c3 (3)
2Al +3 co=al2o 3+3 c (4)
Al4c 3+6 co =2 al2o 3+9 c (5)
Al2o 3+ mgo=mgo · al2o3 (6)
Поскольку металл AL или AL4C3 участвует в реакции, частичное давление кислорода в кирпиче уменьшается, а графит и тому подобное защищено. Антиоксидический механизм металла Si похож.
Эффект антиоксидирования металлического AL относительно хороший, который в основном происходит из двух точек. Во -первых, снижение парциального давления кислорода в углеродных кирпичах магния по формуле (3) ~ (4); Во -вторых, эффект расширения объема реакции формулы (6) делает плотную структуру магниевых углеродных кирпич. В то же время уравнения (3) и (6) также достигают высокой высокой температурной прочности изгибных кирпичей MGO-C, поэтому большинство кирпичей MGO-C используют металлический порошок в качестве антиоксиданта; Однако, поскольку уравнение реакции (3) сопровождается большим объемным эффектом, количество металлического Al, добавленного к углеродным кирпичам Magnesia, обычно составляет менее 3%. Объемный эффект металла Si в процессе антиоксидирования относительно невелик, но металл Si генерирует M2s (2MGO · SiO2) из-за окисления SIO2, что снижает высокотемпературные характеристики материала.
В дополнение к реагированию с углеродом на генерацию SIC, порошок металла Si также может образовывать волокна SIC, похожие на усы для повышения прочности. Следовательно, в качестве антиоксиданта для кирпичей MGO-C, металлический порошок и порошок Si обычно используются в комбинации. При проектировании новой кирпича MGO-C, металлического порошка и порошка Si добавляются в виде антиоксидантов, а срок службы более длительна, чем у оригинальных традиционных кирпичей MGO-C. С точки зрения микроструктуры, наблюдаются и обсуждаются кирпичи MGO-C с добавленной AL, SI и т. Д., И механизм антиоксидирования анализируется в сочетании с термодинамикой.
Что касается других металлических антиоксидантов, обычно используются сплавы Mg-Al. Чжан Джин и Чжу Бокуан добавили порошок сплава Mg-Al в качестве углеродного кирпича с низким содержанием углерода. Механизм действия сплава Mg-Al аналогичен AL, и Mg также ускоряет образование вторичного периклазного слоя, значительно улучшая устойчивость к окислению углеродного кирпича магния.
По сравнению с металлическими антиоксидантами в последние годы неметаллические антиоксиданты изучались больше, а также показали очень хорошие антиоксидантные свойства. Несталлические антиоксиданты в основном включают B4C, ZRB2, MGB2, TIN, SIC и т. Д., Но по сравнению с другими антиоксидантами эффект SIC является относительно плохим. Неметаллические антиоксиданты (принимая B4C и ZRB2 в качестве примеров) будут подвергаться следующим реакциям в углеродных кирпичах магния:
B4c +6 co =2 b2o 3+7 c (7)
Zrb 2+5 co=zro 2+ b2o 3+5 c (8)
B2O3, генерируемый реакцией, будет реагировать с MGO и другими, образуя блокирующий слой, что предотвращает продолжение окисления углеродных кирпичей магния.
Измеряя функциональную взаимосвязь между потерей массы углерода и температурой (13 0 0 и 1500 градусов) и временем (2, 4 и 6H), устойчивость к окислению рефрактерных образцов MGO-C с добавлением массовой фракции. Считается, что B4C является наиболее эффективным антиоксидантом при 1300 градусах и 1500 градусов, особенно при 1500 градусах, эффект намного лучше, чем другие три, потому что непроницаемый и плотный слой MG3B2O6 образуется на поверхности кирпича. Хотя SIC может также улучшить устойчивость к окислению магнезийского углеродного кирпича, эффект хуже по сравнению. Экспериментальные методы, такие как термогравиметрический анализ и рентгеновская дифракция, подтвердили, что B4C окисляется во время процесса стрельбы ниже 1000 градусов, чтобы получить 3MGO · B2O3, который стабилен при высокой температуре.
MGB2 и другие антиоксиданты использовали в магнезии углеродных огнеупорных материалов. Они были кальцинированы в углероде и воздушной атмосферах. Результаты показали, что антиоксидантный эффект был уступает B4C и лучше, чем порошок Al и порошок Si. Было отмечено, что разумная фракция MGB2 в MGB2 в магнезии углеродных материалов составляла около 3%. Были приготовлены два кирпичных образца MGO-C без добавок и с 2%, содержащим углеродистые олова. Результаты теста устойчивости к эрозии шлака показали, что устойчивость к эрозии шлака образца с помощью олова была значительно лучше, чем у образца без добавок. Основная причина, по которой TIN улучшает устойчивость к эрозии шлака магнезита углеродных кирпичей, заключается в том, что продукт окисления TiO2 TIO в реакционном слое реагирует с CAO в шлаке, образуя CatiO3 с темой плавления 197 0 градусов; TiO2, образованный окислением олова в декарбурском слое, реагирует с C, CAO и MGO для формирования CatiO3 и 2MGO. Твердый раствор TIO2, TIC, Ti (C, N) и т. Д. - все это минеральные фазы высокой точки плавления, которые увеличивают вязкость шлака и уменьшают проникновение шлака, тем самым улучшая устойчивость к эрозии шлака у углеродного кирпича магния. Кроме того, когда олово (массовая фракция, 2%), алюминиевый порошок (массовая фракция, 1%) и B4C (массовая фракция, 0,5%) используются в комбинации, высокая температурная прочность на сгибание, устойчивость к окислению и устойчивость к коррозии шлака кирпичи MGO-C значительно улучшается.
