آجر کربن منیزیا نسوز

منیزیای معمولی{0}}آجر نسوز آجر کربنی، که بر اساس فرآیند اختلاط سرد- با چسب مصنوعی تار ساخته می‌شود، سخت می‌شود و با آسیب‌دیدگی قطران، استحکام لازم را به دست می‌آورد و در نتیجه کربن شیشه‌ای همسانگرد تشکیل می‌دهد. کربن ترموپلاستیسیته را از خود نشان نمی دهد، که می تواند به موقع مقادیر زیادی تنش را در حین پخت یا جابجایی آستر کاهش دهد. آجرهای کربنی{4}منیزیا که با چسب آسفالت تولید می‌شوند، به دلیل ساختار کک گرافیتی ناهمسانگردی که در طی فرآیند کربن‌سازی آسفالت ایجاد می‌شود، دارای پلاستیسیته با دمای بالا هستند.

فرآیند تولید

مواد خام اصلی آجرهای MgO-C عبارتند از منیزیم ذوب شده یا منیزیم متخلخل، گرافیت پولکی، بایندرهای آلی و آنتی اکسیدان ها.

منیزیا

منیزیا ماده خام اصلی برای تولید آجرهای MgO-C است و به منیزیم ذوب شده و منیزیم متخلخل تقسیم می شود. در مقایسه با منیزیای متخلخل، منیزیم ذوب شده دارای مزایای دانه های کریستال پریکلاز درشت و چگالی حجم ذرات بالا است و ماده اولیه اصلی مورد استفاده در تولید آجر نسوز منیزیا است. برای تولید مواد نسوز معمولی منیزیم نیاز است که مواد خام منیزیایی دارای استحکام دمایی{{2} و مقاومت در برابر خوردگی بالا باشند. بنابراین باید به خلوص منیزیم و نسبت C/S و محتوای B2O3 در ترکیب شیمیایی آن توجه کرد. با توسعه صنعت متالورژی، شرایط ذوب به طور فزاینده ای خواستار می شود. منیزیم مورد استفاده در آجرهای MgO-C مورد استفاده در تجهیزات متالورژی (مبدل، کوره های برقی، ملاقه و ...) علاوه بر ترکیب شیمیایی، از نظر ساختار سازمانی نیز به تراکم بالا و تراکم بالا نیاز دارد. کریستال بزرگ

چه در آجرهای سنتی MgO-C و چه در آجرهای-MgO-C که بطور گسترده استفاده می‌شوند، گرافیت پولکی عمدتاً به عنوان منبع کربن آن استفاده می‌شود. گرافیت، به عنوان ماده اولیه اصلی برای تولید آجرهای MgO-C، عمدتاً از خواص فیزیکی عالی خود بهره می‌برد: ① خیس نشدن سرباره. ②رسانایی حرارتی بالا. ③ انبساط حرارتی کم. علاوه بر این، گرافیت و مواد نسوز در دمای بالا ذوب نمی شوند و نسوز بالایی دارند. خلوص گرافیت تأثیر زیادی بر عملکرد آجرهای MgO{10}}C دارد. به طور کلی، گرافیت با محتوای کربن بیشتر از 95٪، ترجیحا بیشتر از 98٪ باید استفاده شود.

علاوه بر گرافیت، کربن سیاه نیز معمولا در تولید آجر نسوز کربن منیزیا استفاده می شود. کربن سیاه یک ماده کربنی پودری سیاه رنگ بسیار پراکنده است که در اثر تجزیه حرارتی یا احتراق ناقص هیدروکربن ها تولید می شود. ذرات کربن سیاه کوچک هستند (کمتر از 1 میکرومتر)، سطح ویژه بزرگ است، و کسر جرمی کربن 90 تا 99٪ است، خلوص بالا، مقاومت پودر بزرگ، پایداری حرارتی بالا، هدایت حرارتی کم، و گرافیت کردن کربن دشوار است. افزودن کربن سیاه می تواند به طور موثر مقاومت ریزش آجرهای MgO-C را بهبود بخشد، مقدار کربن باقیمانده را افزایش دهد و چگالی آجرها را افزایش دهد.

بایندرهای رایج در تولید آجرهای MgO{0}C شامل قطران زغال سنگ، زمین زغال سنگ و زمین نفتی، و همچنین رزین‌های کربنی ویژه، پلی‌ال‌ها، رزین‌های فنولی اصلاح‌شده آسفالت، رزین‌های مصنوعی و غیره می‌شوند. از انواع زیر استفاده می‌شود:

1) آسفالت-مواد شبیه. قیر قیر یک ماده ترموپلاستیک با میل ترکیبی بالا به گرافیت و اکسید منیزیم، نرخ باقیمانده کربن بالا پس از کربن سازی و هزینه کم است. در گذشته بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، قیر قیر حاوی هیدروکربن های معطر سرطان زا، به ویژه محتوای بنزو{4}} است. بالا؛ به دلیل افزایش آگاهی زیست محیطی، استفاده از قیر قیر در حال حاضر در حال کاهش است.

2) مواد رزینی. رزین مصنوعی از واکنش فنل و فرمالدئید تولید می شود. می توان آن را به خوبی با ذرات نسوز در دمای اتاق مخلوط کرد. پس از کربونیزاسیون، میزان باقیمانده کربن بالاست. این عامل اتصال دهنده اصلی است که در حال حاضر در تولید آجرهای MgO-C استفاده می شود. ساختار شبکه شیشه ای برای مقاومت در برابر شوک حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون مواد نسوز ایده آل نیست.

3) مواد اصلاح شده بر اساس آسفالت و رزین. اگر بایندر بتواند ساختار موزاییکی را تشکیل دهد و مواد فیبر کربنی را در محل پس از کربنیزاسیون تشکیل دهد، آنگاه این بایندر عملکرد درجه حرارت بالا ماده نسوز را بهبود می بخشد.

به منظور بهبود مقاومت اکسیداسیون آجرهای MgO-C، اغلب مقدار کمی از مواد افزودنی اضافه می‌شود. افزودنی های رایج عبارتند از Si، Al، Mg، Al{2}}Si، Al-Mg، Al{4}}Mg-Ca، Si-Mg-Ca، SiC، و B4C. ، BN و افزودنی های سری Al{10}}B-C و Al{12}}SiC{13}}C که اخیراً گزارش شده است [5-7]. اصل کار مواد افزودنی را می توان به طور تقریبی به دو جنبه تقسیم کرد: از یک طرف، از نظر ترمودینامیکی، یعنی در دمای کار، افزودنی ها یا مواد افزودنی با کربن واکنش داده و مواد دیگر را تشکیل می دهند و میل ترکیبی آنها با اکسیژن بیشتر از میل ترکیبی بین کربن و اکسیژن است. قبل از اینکه کربن برای محافظت از کربن اکسید شود. از سوی دیگر، از منظر جنبشی، ترکیبات تولید شده در اثر واکنش مواد افزودنی با O2، CO یا کربن، ریزساختار مواد نسوز کامپوزیت کربن را تغییر می‌دهند، مانند افزایش چگالی، مسدود کردن منافذ، مانع از انتشار اکسیژن و محصولات واکنش و غیره.

مواد نسوز مورد استفاده در خطوط اولیه سرباره ملاقه‌ای، آجرهای قلیایی با کیفیت بالا مانند آجرهای منیزیمی با پیوند مستقیم{1}}و آجرهای کرومی با پیوند الکتروفیوژن-بودند. پس از موفقیت آمیز بودن آجرهای MgO-C در مبدل‌ها، آجرهای MgO-C نیز در خط سرباره پالایشی استفاده شد و نتایج خوبی به دست آورد.

تحقیقات نشان می دهد که آجرهای MgO-C ساخته شده از مخلوطی از منیزیم ذوب شده و منیزیای متخلخل، به اضافه 15 درصد گرافیت پولکی فسفر و مقدار کمی آلیاژ منیزیم-به عنوان آنتی اکسیدان، اثرات استفاده خوبی دارند و ظرفیت 100 تن دارند. هنگامی که در خط سرباره ملاقه LF استفاده می شود، در مقایسه با آجرهای MgO-C با محتوای C 18٪ بدون آنتی اکسیدان، میزان آسیب 20-30٪ کاهش می یابد و میانگین نرخ فرسایش 1.2-1.3 میلی متر در کوره است.