Účinky antioxidantov na odolnosť proti oxidáciimagnéziové uhlíkové žiaruvzdorné tehlysa odrážajú najmä v týchto aspektoch:
1. Spomalenie rýchlosti oxidácie uhlíka
Pri použití horčíkových uhlíkových tehál je hlavným problémom oxidácia uhlíka. Pridanie antioxidantov môže účinne spomaliť rýchlosť oxidácie uhlíka, čím sa predlžuje životnosť horčíkových uhlíkových tehál. Je to preto, že antioxidanty môžu reagovať s kyslíkom za vzniku zodpovedajúcich oxidov alebo karbidov, ktoré môžu blokovať póry a znižovať priepustnosť produktov, čím inhibujú alebo spomaľujú oxidáciu uhlíka.
2. Zlepšenie výkonu pri vysokej teplote
Antioxidanty môžu nielen spomaliť oxidáciu uhlíka, ale aj zlepšiť výkon magnéziových uhlíkových tehál pri vysokých teplotách. Napríklad po pridaní antioxidantov, ako je kov Al, Si, B4C, budú tieto prvky reagovať s kyslíkom za vzniku zodpovedajúcich oxidov alebo karbidov a vytvárať nové minerálne fázy pri vysokých teplotách. Tieto nové minerálne fázy môžu zvýšiť hustotu tehál, zlepšiť ich pevnosť pri vysokých teplotách a odolnosť proti erózii trosky.
3. Vytvorenie antioxidačnej ochrannej vrstvy
Po pridaní antioxidantov do magnéziových uhlíkových tehál budú tieto prísady reagovať s kyslíkom pri vysokých teplotách a vytvoria na povrchu tehly hustú antioxidačnú ochrannú vrstvu. Táto ochranná vrstva dokáže účinne zabrániť ďalšiemu prenikaniu kyslíka, čím chráni uhlík vo vnútri tehly pred oxidáciou. Napríklad magnéziové uhlíkové žiaruvzdorné tehly s pridaným B4C vytvoria pri vysokých teplotách fázy s nízkou teplotou topenia, ako je boritan horečnatý. Tieto fázy s nízkym bodom topenia tvoria na povrchu tekutú vrstvu, ktorá ešte viac zvyšuje účinok antioxidačnej ochrannej vrstvy.
4. Zlepšenie odolnosti proti korózii
Pridanie antioxidantov môže tiež zlepšiť odolnosť magnéziových uhlíkových tehál proti korózii. Antioxidanty totiž môžu zlepšiť mikroštruktúru tehlového tela, vďaka čomu je hustejšie a rovnomernejšie. Táto hustá a rovnomerná mikroštruktúra môže znížiť prenikanie a eróziu trosky a roztavenej ocele na telese tehly, čím sa zlepší odolnosť tehlového telesa proti korózii.
5. Úloha špecifických antioxidantov
Kov Al: Kovový Al prášok má dobrú tepelnú vodivosť a nízky bod topenia (659 stupňov). Reaguje v tehle a vytvára zlúčeniny ako Al4C3, AlN a Al2O3. Tieto zlúčeniny môžu vytvárať hustú ochrannú vrstvu pri vysokých teplotách, inhibovať oxidáciu uhlíka a zvyšovať výkon tehál pri vysokých teplotách.
Kovový Si: Si má nízku štandardnú voľnú energiu, silnú afinitu s kyslíkom a ľahko sa kombinuje s kyslíkom za vzniku zodpovedajúceho oxidu SiO2, čím inhibuje oxidáciu uhlíka.
B4C: B4C môže pri vysokých teplotách vytvárať fázy s nízkou teplotou topenia, ako je boritan horečnatý. Tieto fázy vytvárajú na povrchu tekutú vrstvu, ktorá zabraňuje prenikaniu kyslíka a zlepšuje odolnosť voči oxidácii.
Ďalšie prísady: ako Al-Mg, SiC, CaB6 atď. sa tiež často používajú ako antioxidanty pre magnéziové uhlíkové tehly. Zlepšujú odolnosť tehál voči oxidácii a vysokoteplotné vlastnosti pomocou rôznych mechanizmov.
VI. Príklady aplikácií
V skutočných aplikáciách mnohí výrobcovia pri výrobe pridávajú primerané množstvo antioxidantov na zlepšenie odolnosti magnéziových uhlíkových tehál proti oxidácii. Napríklad magnéziové uhlíkové tehly široko používané vo vysokoteplotných metalurgických zariadeniach, ako sú konvertory, elektrické oblúkové pece a panvy, často pridávajú antioxidanty ako Al, Si a B4C. Pridanie týchto prísad výrazne zlepšuje životnosť a stabilitu výkonu magnéziových uhlíkových tehál.
V súhrne možno povedať, že antioxidanty majú významný vplyv na odolnosť magnéziových uhlíkových žiaruvzdorných tehál voči oxidácii. Výberom vhodných antioxidantov a riadením ich pridaného množstva možno účinne zlepšiť výkon pri vysokej teplote, odolnosť proti korózii a životnosť magnéziových uhlíkových tehál.
