Dybdeanalyse av antioksidasjonsegenskapene til magnesiumkarbonklosser

Magnesia karbon murstein er et sammensatt materiale av magnesia sand og karbon, der grafitt er nøkkelen til å hemme slaggens penetrasjon og erosjonsmotstand, mens harpikskarbon konstruerer den strukturelle styrken til magnesia karbon murstein; Uansett harpikskarbon eller grafitt, er den største svakheten lett å oksidere. Derfor har antioksidanter vært hotspot og fokus for forskning etter utseendet til magnesiumkarbonklosser.

Det er to hovedmåter å oksidere karbon i magnesium-karbon-murstein, den ene er oksidasjon av karbon ved gassfasekomponenter, og den andre er oksidasjon av oksiderte komponenter i slagg eller stål. De oksiderte komponentene i slaggen eller stålet er hovedsakelig (FE_xO) og [o] osv.; Denne oksidasjonen skjer sammen med infiltrasjonen av den tilsvarende væskefasen i magnesium-karbon-mursteinen, som vist i ekv. (1) og (2): Oksidasjon av karbon i magnesium-karbon-mursteinen av gassfasekomponentene i slaggen eller stålet er hovedsakelig av de oksiderte komponentene i slaggen eller stålet, for eksempel (FE_xO) og [o].

Fe_xO+C → Fe+CO (1)

MNO+C → MN+CO (2)

Antioksidant er å forhindre oksidasjon av grafitt i gass- og flytende faser. For øyeblikket brukt i magnesiumkarbonkloss er antioksidanter hovedsakelig metall og ikke-metall. Metalliske antioksidanter inkluderer hovedsakelig Al, Si, Al-MG, etc., mens ikke-metalliske som hovedsakelig inkluderer B₄C, ZRB₂, Sic osv.

Det mest brukte metallantioksidanten er metall Al -pulver, som først reagerer med karbon for å generere Al₄C₃ved høy temperatur, og Al₄C₃reagerer med CO (g) osv. Den spesifikke mekanismen er som følger:

4al +3 c=al₄C₃ (3)

2al +3 co=al₂O₃+3C(4)

Al₄C₃+6 co =2 al₂O₃+9C (5)

Al₂O₃+Mgo=mgo · al₂O₃(6)

Med deltakelse av metall al eller al₄C₃I reaksjonen er det delvise trykket av oksygen i mursteinen reduseres og grafitt, for eksempel, er beskyttet. Mekanismen for oksidasjonsbeskyttelse av metallsi er lik.

Antioksidanteffekten av metall Al er bedre, som hovedsakelig kommer fra to kilder, en, reduksjon av oksygen delvis trykk i magnesium-karbon-murstein av ekv. (3) ~ (4); og to, volumutvidelseseffekten av ekv. (6) Reaksjon, som forteller strukturen til magnesium-karbon-murstein. Og samtidig, ekv. (3) og ekv. (6) oppnår også bøyningsstyrke med høyere høye temperaturer av magnesium-karbon-murstein, noe som er grunnen til at de fleste av magnesium-karbon-mursteinene tar i bruk metall Al-pulveret som antioksidant; Fordi reaksjonen ekv. (3) er ledsaget av en stor volumetrisk effekt, mengden av metall AL tilsatt i magnesium-karbon-murstein er generelt mindre enn 3%. Volumeffekten av metallsi i antioksidantprosessen er relativt liten, men metall Si reduserer den høye temperaturytelsen til materialet på grunn av generering av m₂S (2mgo · Sio₂) og så videre fra Sio₂generert ved oksidasjon.

Metall Si-pulver i tillegg til å reagere med karbon for å generere SIC, men kan også danne vispene lastet SiC-fiber, og dermed forbedre styrken, derfor, som en antioksidant av magnesium-karbon-murstein, generelt er metall Al-pulver og Si-pulverkompositt. I utformingen av henholdsvis nye slaggelinje magnesiumkarbonklosser tilsatt metall Al -pulver og Si -pulver som antioksidant, er levetiden høyere enn den originale tradisjonelle slaglinjen magnesium karbonmurstein. Fra det mikrostrukturelle synspunktet om tilsetning av AL, Si og andre magnesiumkarbon-murstein for å observere og diskutere, og med termodynamisk analyse av anti-oksidasjonsmekanismen.

Når det gjelder andre metallbaserte antioksidanter, er ofte Mg-Al-legeringer og så videre. Zhang Jin og Zhu Boquan tilsatte Mg-Al-legeringspulver som en antioksidant i magnesiumkarbon-murstein med lite karbon, er virkningsmekanismen til Mg-Aly-legering lik den for Al, mens Mg også akselererer dannelsen av sekundær magnesittlag, noe som forbedrer antioksidantegenskapen til magnesiumkarbon med magnesiumkarbon betydelig.

Sammenlignet med metallantioksidanter, har ikke-metalliske antioksidanter blitt studert mer de siste årene, og viser også veldig god antioksidantytelse. Ikke-metalliske antioksidanter inkluderer hovedsakelig B₄C, ZRB₂, MGB₂, Tinn, sic osv. Imidlertid, sammenlignet med andre antioksidanter, er effekten av SIC relativt dårlig. Ikke-metalliske antioksidanter (b₄C og ZRB₂For eksempel) i magnesiumkarbonklosser vil forekomme i følgende reaksjon:

B₄C +6 co =2 b₂O₃+7C (7)

ZRB₂+5 co=zro₂+B₂O₃+5C (8)

B₂O₃Generert av reaksjonen vil reagere med MgO, etc. for å generere et blokkerende lag, som igjen forhindrer fortsatt oksidasjon av magnesium-karbon-murstein.

Oksidasjonsmotstanden til MgO-C ildfaste prøver med tilsetning av 0, 1% og 3% massefraksjoner av antioksidanter (Al, Si, SIC og B₄C) ble sammenlignet ved å bestemme tapet av karbonmasse som en funksjon av temperaturen (1300 og 1500 grader) og tid (2, 4 og 6 timer), og det ble konkludert med at B₄C var den mest effektive antioksidanten ved 1300 grader og 1500 grader, og spesielt med effekten var mye bedre enn de tre andre ved 1500 grader, noe som ble tilskrevet dannelsen av en ugjennomtrengelig og tett MG₃B₂O₆Lag på mursteinoverflaten.Sic, selv om det også kan forbedre oksidasjonsmotstanden til MGO-C-murstein, var mindre effektiv i sammenligning. Eksperimentelle metoder som termogravimetrisk analyse og røntgendiffraksjon ble brukt for å bekrefte at oksidasjon av B₄C oppstår under skyteprosessen ved temperaturer lavere enn 1000 grader, noe som resulterer i 3 mgo-b₂O₃Det er stabilt ved høye temperaturer.

Bruken av MGB₂og andre som antioksidanter mot magnesiumkarbon ildfast, kalsinert under nedgravd karbon- og luftatmosfære, viste at antioksidanteffekten var nest etter B4C og overlegen Al- og Si -pulver, og det ble påpekt at den rimelige tilsetningsmassefraksjonen av MGB₂I magnesium var karbon ildfaste stoffer omtrent 3%. To typer magnesium-karbon mursteinprøver uten tilsetningsstoffer og med 2% av karbonholdig tinn ble fremstilt. Resultatene fra slagg erosjonstesten viser at slag erosjonsmotstanden til prøven med tinn er betydelig bedre enn for eksemplet uten tilsetningsstoffer. Hovedårsaken til tinn til å forbedre slagg erosjonsmotstanden til magnesium-karbon murstein er at: oksidasjonsproduktet TIO₂av tinn i reaksjonslaget reagerer med CAO i slaggen for å generere katio₃med et smeltepunkt i 1970 -grad; TIO₂Dannet i oksidasjon av tinn i decarburization -laget reagerer med C, CAO, MGO Catio₃, 2 mgo, tio₂, Tic, Ti (C, N) fast løsning, etc. er høye smeltepunktmineralfaser, noe som øker viskositeten til slaggen og reduserer penetrasjonen av slaggen, og dermed forbedrer motstanden til magnesiumkarbonklosser til slagge erosjon. Videre, når tinn (massefraksjon, 2%), aluminiumspulver (massefraksjon, 1%) og B₄C (massefraksjon, 0. 5%) ble brukt i komposittet, bøyningsstyrken med høy temperatur, oksidasjonsresistens og slagg erosjonsmotstand for magnesium-karbon-murstein ble betydelig økt og forbedret.

De siste årene er den antioksidant for magnesiumkarbon teglstein mer tilbøyelig til metall og ikke-metallkompositt, for å løse den enkle antioksidanten ved et visst temperaturområde for antioksidantytelse er ikke bra, for å spille de respektive ytelsesfordelene til antioksidanter. Metallantioksidanter og B₄C eller MGB₂Kompositt, slik at antioksidant- og slagg erosjonsmotstanden forbedres.

Metal Al, Metal Si, SiC og B₄C ble brukt som antioksidanter i forskjellige kombinasjoner, og prøvene ble holdt ved 1400 grader i 2 timer, og resultatene ble analysert for å vise at bruken av AL-Si-kompositt-antioksidanter var den mest effektive. Ved høy temperatur oksideres SIC etter C, og selv om B₄C oksideres før C, og oksidasjonsproduktet B₂O₃er flytende fase, noe som bidrar til å koble materialporene, men smeltepunktet til B₂O₃er bare 450 grader, noe som gjør at fordampningshastigheten gradvis er akselerert, og til slutt reduserer antioksidantytelsen til B₄C-holdige materialer. Introduserer 3% av Al og 1% av TIO₂Som tilsetningsstoffer i magnesiumkarbonklosser med lite karbon, gravde nedgravde kullvarmebehandling ved 1000 grader og 1300, delt inn i ingen antioksidant, 3% av Al alene, 1% av TIO₂alene, sammensatt tilsetning av 3% av Al og 1% av TIO₂4 grupper for å gjøre sammenligninger. Resultatene viser at den sammensatte introduksjonen av Al, TIO₂tilsetningsstoffer for å unngå generering av Al₄C₃, bidrar til forbedring av magnesiumkarbonklosser i den separate siterte AL -pulverbegravede kullbehandlingen er lett å hydrere problemet, den trykkfastheten til de fire gruppene av den høyeste, tykkelsen på oksidasjonslaget er den minste.

Når det gjelder antioksidant, selv om det har blitt studert i mange år, er antioksidant fremdeles den viktigste forskningsretningen til dagens magnesiumkarbonkloss.

Zinfon Refactory Technology Co., Ltd

Vi er en ildfast leverandør av materialer som integrerer FoU, produksjon, konstruksjon, lager og handel.

Vi tilbyr forskjellige magnesia- og aluminiumoksyddannelser, inkludert både formede og uformede produkter, råvarer og relaterte kjemiske produkter.

Vi er sertifisert til ISO9001, ISO14001, ISO45001 og andre nasjonale og lokale sertifiseringer som følger:

Send forespørsel nå