Magón s uhlíkomje kompozitný materiál z magnézie piesku a uhlíka, medzi ktorými je grafit kľúčom k inhibícii penetrácie trosky a odolnosti proti korózii, zatiaľ čo uhlík živice vytvára štrukturálnu pevnosť magnezitovej uhlíkovej tehly; Ale uhlík na živicu aj grafity majú najväčšiu slabosť ľahko oxidovaniu.
Existujú dva hlavné spôsoby oxidácie uhlíka v uhlíkových tehlách MGO. Jednou z nich je oxidácia uhlíka zložkami fázy plynu a druhým je oxidácia oxidovaných komponentov v troske alebo oceli. Oxidované komponenty v troske alebo oceli sú hlavne (FEXO) a [O] atď.; K tejto oxidácii dochádza s infiltráciou zodpovedajúcej kvapalnej fázy do uhlíkovej tehly horčíka, ako je znázornené vo vzorci (1) a vzorci (2):
FEXO+C → FE+CO (1)
MNO+C → Mn+Co (2)
Antioxidanty sa používajú na zabránenie oxidácie grafitu plynnou fázou a kvapalnou fázou. V súčasnosti sú antioxidanty používané v horčícich uhlíkových tehlách hlavne kovové a nekovové. Kovové antioxidanty zahŕňajú hlavne AL, SI, AL-MG atď., Zatiaľ čo nekovové antioxidanty zahŕňajú hlavne B4C, ZRB2, SIC atď.
Medzi kovovými antioxidantmi je najčastejšie používaný kovový prášok, ktorý najprv reaguje s uhlíkom pri vysokej teplote za vzniku AL4C3 a AL4C3 reaguje s CO (G) a podobne. Špecifický mechanizmus pôsobenia je nasledujúci:
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)
Keď sa na reakcii podieľa kov Al alebo AL4C3, čiastočný tlak kyslíka v tehle sa znižuje a grafit a podobne sú chránené. Antioxidačný mechanizmus kovového Si je podobný.
Antioxidačný účinok kovového Al je relatívne dobrý, čo pochádza hlavne z dvoch bodov. Po prvé, redukcia parciálneho tlaku kyslíka v horčíkových uhlíkových tehlách pomocou vzorca (3) ~ (4); Po druhé, účinok expanzie objemu reakcie vzorca (6) robí štruktúru uhlíkových tehál horčíka hustá. Zároveň rovnice (3) a (6) tiež dosahujú vysokú teplotu ohybové pevnosť tehál MGO-C, a preto väčšina tehál MGO-C používa kovový prášok ako antioxidant; Keďže však reakčná rovnica (3) je sprevádzaná veľkým objemovým účinkom, množstvo kovového al pridaného do uhlíkových tehál magnézie je vo všeobecnosti menšie ako 3%. Objemový účinok kovového Si v procese antioxidácie je relatívne malý, ale kov SI generuje M2S (2MGO · SiO2) v dôsledku oxidácie SiO2, čo znižuje vysokonapäťový výkon materiálu.
Okrem reakcie s uhlíkom na generovanie SIC môže kovový prášok SI tiež tvoriť fúzy podobné siC vláknach, aby sa zvýšila pevnosť. Preto sa ako antioxidant pre tehly MGO-C, kovový prášok a prášok SI sa všeobecne používajú v kombinácii. Pri navrhovaní novej troskovej línie MGO-C-tehly sa kovový prášok a prášok SI pridávajú ako antioxidanty a ich životnosť je dlhšia ako životnosť pôvodných tradičných tehál Slag Line MGO-C. Z hľadiska mikroštruktúry sa pozorujú a diskutované tehly MGO-C s pridaným AL, SI atď. A diskutované a mechanizmus antioxidácie sa analyzuje v spojení s termodynamikou.
Pokiaľ ide o ďalšie kovové antioxidanty, bežne sa používajú zliatiny MG-AL. Zhang Jin a Zhu Boquan pridali zliatinový prášok Mg-Al ako antioxidant do nízko uhlíkových uhlíkových tehál. Mechanizmus pôsobenia zliatiny Mg-Al je podobný mechanizmu AL a Mg tiež urýchľuje tvorbu sekundárnej periklázovej vrstvy, čo významne zlepšuje oxidačnú odolnosť uhlíkových tehál horčíka.
V porovnaní s kovovými antioxidantmi sa v posledných rokoch študovali viac antioxidantov nemetálne antioxidanty a vykazovali tiež veľmi dobré antioxidačné vlastnosti. Nemetálne antioxidanty zahŕňajú hlavne B4C, ZRB2, MGB2, TIC, SIC atď., Ale v porovnaní s inými antioxidantmi je účinok SIC relatívne zlý. Nemetálne antioxidanty (berúc B4C a ZRB2 ako príklady) sa podrobia nasledujúcim reakciám v horčíkovom uhlíkovom tehlách:
B4c +6 co =2 b2o 3+7 c (7)
Zrb 2+5 co=zro 2+ b2o 3+5 c (8)
B2O3 generovaný reakciou bude reagovať s MGO a ďalšími, aby vytvoril blokovaciu vrstvu, čím sa zabráni pokračujúcej oxidácii uhlíkových tehál horčíka.
Meraním funkčného vzťahu medzi stratou hmotnosti uhlíka a teplotou (13 0}} 0 a 1500 stupňov) a časom (2, 4 a 6H) sa oxidačná rezistencia refraktérnych vzoriek MGO-C pridaných pomocou frakcie hmotnosti s 0, 1% a 3% (AL, SI, SIC a B4C). Predpokladá sa, že B4C je najúčinnejším antioxidantom pri 1300 stupňoch a 1500 stupňoch, najmä pri 1500 stupňoch, je účinok oveľa lepší ako ostatné tri, pretože na povrchu tehly sa tvorí nepriepustná a hustá vrstva MG3B2O6. Aj keď SIC môže tiež zlepšiť oxidačnú odolnosť uhlíkových tehál magnézie, účinok je v porovnaní horší. Experimentálne metódy, ako je termogravimetrická analýza a rôntgenová difrakcia, potvrdili, že B4C oxidovaná počas procesu vypaľovania pod 1 000 stupňov, aby sa získala 3MGO · B2O3, ktorá je stabilná pri vysokej teplote.
MGB2 a ďalšie antioxidanty sa použili v maskovacích materiáloch Magnesia. Boli kalcinované v zakopanom uhlíku a atmosférach vzduchu. Výsledky ukázali, že antioxidačný účinok bol horší ako B4C a lepší ako AL Powder a SI Powder. Zdôraznilo sa, že primeraná frakcia s pridanou hmotnosťou MGB2 v Magnézii uhlíkových refraktérnych materiálov bola asi 3%. Boli pripravené dve vzorky tehál MGO-C bez prísad a s 2% cínom obsahujúcim uhlík. Výsledky testu rezistencie na eróziu trosky ukázali, že rezistencia erózie trosky vzorky s TIT bola významne lepšia ako vo vzorke bez aditív. Hlavným dôvodom, prečo Tin zlepšuje rezistenciu erózie trosky z magnezitových uhlíkových tehál, je to, že oxidačný produkt Ti02 Tin v reakčnej vrstve reaguje s CAO v troske za vzniku CATIO3 s bodom topenia 197 0 stupňa; TiO2 tvorený oxidáciou cínu v detaburizovanej vrstve reaguje s C, CAO a MGO za vzniku CATIO3 a 2MGO. Tio2, TIC, Ti (C, N) tuhý roztok atď. Sú všetky minerálne fázy s vysokým roztavením, ktoré zvyšujú viskozitu trosky a znižujú prienik trosky, čím sa zlepšuje odolnosť proti uhlíkovej tehlá z horčíka. Okrem toho, keď sa v kombinácii použije cín (hmotnostná frakcia, 2%), hliníkový prášok (hmotnostná frakcia, 1%) a B4C (hmotnostná frakcia, 0,5%), výrazne sa zlepšuje vysoká teplota ohybová pevnosť, oxidačná rezistencia a odolnosť proti korózii trosky.
