Magnesia karbon mursteiner et sammensatt materiale av magnesia sand og karbon, blant dem grafitt er nøkkelen til å hemme slaggens penetrasjon og korrosjonsbestandighet, mens harpikskarbon bygger den strukturelle styrken til magnesitt karbonmurstein; Men både harpikskarbon og grafitt har den største svakheten ved å bli lett oksidert.
Det er to hovedmåter å karbonoksidasjon i MGO karbonklosser. Den ene er oksidasjon av karbon ved gassfasekomponenter, og den andre er oksidasjon av oksiderte komponenter i slagg eller stål. De oksiderte komponentene i slagg eller stål er hovedsakelig (Fexo) og [o] osv.; Denne oksidasjonen skjer ved infiltrasjon av den tilsvarende væskefasen i magnesiumkarbon murstein, som vist i formel (1) og formel (2):
Fexo+C → Fe+CO (1)
MNO+C → MN+CO (2)
Antioksidanter brukes for å forhindre oksidasjon av grafitt ved gassfase og væskefase. For tiden er antioksidantene som brukes i magnesia karbon-murstein hovedsakelig metall og ikke-metall. Metallantioksidanter inkluderer hovedsakelig Al, Si, Al-MG, etc., mens ikke-metall antioksidanter hovedsakelig inkluderer B4C, ZRB2, SIC, etc.
Blant metallantioksidanter er det mest brukte metall AL -pulveret, som først reagerer med karbon ved høy temperatur for å danne AL4C3, og AL4C3 reagerer med CO (G) og lignende. Den spesifikke virkningsmekanismen er som følger:
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)
Når metall Al eller AL4C3 deltar i reaksjonen, avtar oksygen -delvis trykket i mursteinen, og grafitt og lignende er beskyttet. Antioksidasjonsmekanismen til metallsi er lik.
Antioksidasjonseffekten av metall AL er relativt god, som hovedsakelig kommer fra to punkter. For det første reduksjon av oksygen -delvis trykk i magnesiumkarbonstein med formel (3) ~ (4); For det andre gjør volumutvidelseseffekten av reaksjonen av formel (6) strukturen til magnesiumkarbonklosser tett. Samtidig oppnår ligninger (3) og (6) også den høye temperaturen bøyningsstyrken til MGO-C-murstein, og det er grunnen til at de fleste MGO-C-murstein bruker metall AL-pulver som antioksidant; Siden reaksjonsligning (3) er ledsaget av en stor volumeffekt, er mengden metall AL imidlertid tilsatt Magnesia karbonklosser generelt mindre enn 3%. Volumeffekten av metallsi i antioksidasjonsprosessen er relativt liten, men metallsi genererer M2s (2 mgo · SiO2) på grunn av oksidasjon av SiO2, noe som reduserer materialets høye temperaturer.
I tillegg til å reagere med karbon for å generere SIC, kan metall Si-pulver også danne visplignende SIC-fibre for å forbedre styrken. Derfor, som en antioksidant for MGO-C-murstein, brukes metall AL-pulver og SI-pulver vanligvis i kombinasjon. Når du designer en ny Slag Line MGO-C-murstein, tilsettes metall AL-pulver og SI-pulver som antioksidanter, og deres levetid er lengre enn for den originale tradisjonelle Slag Line MGO-C-murstein. Fra perspektivet til mikrostruktur blir MGO-C-murstein med tilsatt Al, Si, etc. observert og diskutert, og antioksidasjonsmekanismen blir analysert i forbindelse med termodynamikk.
Når det gjelder andre metallantioksidanter, brukes MG-Al-legeringer ofte. Zhang Jin og Zhu Boquan la til Mg-Al-legeringspulver som en antioksidant til magnesiumkarbon-murstein med lite karbon. Mekanismen for virkning av Mg-Al-legering er lik den for AL, og Mg akselererer også dannelsen av sekundært periklaselag, noe som forbedrer oksidasjonsmotstanden til magnesiumkarbon-murstein betydelig.
Sammenlignet med metallantioksidanter, har ikke-metall-antioksidanter blitt studert mer de siste årene og har også vist veldig gode antioksidantegenskaper. Ikke-metall-antioksidanter inkluderer hovedsakelig B4C, ZRB2, MGB2, TIN, SIC, etc., men sammenlignet med andre antioksidanter, er effekten av SIC relativt dårlig. Ikke-metall antioksidanter (tar B4C og Zrb2 som eksempler) vil gjennomgå følgende reaksjoner i magnesiumkarbonklosser:
B4c +6 co =2 b2o 3+7 c (7)
Zrb 2+5 co=zro 2+ b2o 3+5 c (8)
B2O3 generert av reaksjonen vil reagere med MGO og andre for å danne et blokkerende lag, og dermed forhindre fortsatt oksidasjon av magnesiumkarbon -murstein.
Ved å måle det funksjonelle forholdet mellom karbonmassetap og temperatur (13 0 0 og 1500 grader) og tid (2, 4 og 6H), ble oksidasjonsmotstanden til MGO-C ildfaste prøver med 0, 1% og 3% antioksidanter (Al, Si, SiC og B4C) tilsatt med massen fraksjon. Det antas at B4C er den mest effektive antioksidanten ved 1300 grader og 1500 grader, spesielt ved 1500 grader, effekten er mye bedre enn de tre andre, fordi et ugjennomtrengelig og tett Mg3B2O6 -lag dannes på overflaten av mursteinen. Selv om SIC også kan forbedre oksidasjonsmotstanden til magnesia -karbonstein, er effekten verre i sammenligning. Eksperimentelle metoder som termogravimetrisk analyse og røntgendiffraksjon bekreftet at B4C oksiderte under skyteprosessen under 1000 grader for å oppnå 3 mgo · B2O3 som er stabil ved høy temperatur.
MGB2 og andre antioksidanter ble brukt i magnesia karbon ildfaste materialer. De ble kalsinert i karbonbegravet og luftatmosfærer. Resultatene viste at antioksidanteffekten var dårligere enn B4C og bedre enn AL -pulver og SI -pulver. Det ble påpekt at den rimelige tilsetningsmassefraksjonen av MGB2 i Magnesia karbon ildfaste materialer var omtrent 3%. To MGO-C mursteinprøver uten tilsetningsstoffer og med 2% karbonholdig tinn ble fremstilt. Resultatene fra slagg erosjonsmotstandstesten viste at slagg erosjonsmotstanden til prøven med tinn var betydelig bedre enn for prøven uten tilsetningsstoffer. Hovedårsaken til at TIN forbedrer slagg erosjonsmotstanden til magnesitt karbonklosser er at oksidasjonsproduktet TiO2 av tinn i reaksjonslaget reagerer med CaO i slaggen for å danne Catio3 med et smeltepunkt på 197 0 grad; TiO2 dannet ved oksidasjon av tinn i det dekarburiserte laget reagerer med C, CaO og MGO for å danne Catio3 og 2MGO. TiO2, Tic, Ti (C, N) fast løsning, etc. er alle høye smeltepunktmineralfaser, som øker viskositeten til slaggen og reduserer penetrasjonen av slaggen, og dermed forbedrer slagg erosjonsmotstanden til magnesiumkarbonstein. Videre, når tinn (massefraksjon, 2%), aluminiumspulver (massefraksjon, 1%) og B4C (massefraksjon, 0,5%) brukes i kombinasjon, forbedres den høye temperatur-bøyestyrken, oksidasjonsmotstanden og slaggkorrosjonsmotstanden til MGO-C-murstein betydelig.
