طوب مغنيسيا الكربوني الحراري

طوب كربون المغنيسيا التقليدي-المصنوع من الكربون، والذي يتم تصنيعه وفقًا لعملية الخلط الباردة-مع مادة رابطة قطران صناعية، يتصلب ويكتسب القوة اللازمة عند تلف القطران، وبالتالي يتكون كربون زجاجي متناحٍ. لا يُظهر الكربون اللدونة الحرارية، والتي يمكن أن توفر تخفيفًا في الوقت المناسب لكميات كبيرة من الضغط أثناء الخبز أو التعامل مع البطانة. يتمتع الطوب الكربوني-المغنيسيا المنتج بمواد رابطة أسفلتية بدرجة حرارة عالية-لدونة بسبب بنية فحم الكوك الجرافيتي متباين الخواص والتي تكونت أثناء عملية تفحيم الأسفلت.

عملية الإنتاج

تشتمل المواد الخام الرئيسية لطوب MgO-C على المغنيسيا المنصهرة أو المغنيسيا الملبدة، ورقائق الجرافيت، والمواد الرابطة العضوية ومضادات الأكسدة.

المغنيسيا

المغنيسيا هي المادة الخام الرئيسية لإنتاج طوب MgO-C، وتنقسم إلى مغنيسيا منصهرة ومغنيسيا ملبدة. بالمقارنة مع المغنيسيا الملبدة، تتمتع المغنيسيا المنصهرة بمزايا حبيبات كريستال بيريكلاز الخشنة وكثافة حجم الجسيمات العالية، وهي المادة الخام الرئيسية المستخدمة في إنتاج الطوب الكربوني المغنيسيا الحراري. يتطلب إنتاج المواد المقاومة للحرارة العادية للمغنيسيا أن تتمتع المواد الخام للمغنيسيا بقوة درجة حرارة عالية- ومقاومة للتآكل. ولذلك، ينبغي الانتباه إلى نقاء المغنيسيا ونسبة C/S ومحتوى B2O3 في تركيبها الكيميائي. مع تطور الصناعة المعدنية، أصبحت ظروف الصهر صعبة بشكل متزايد. إن المغنيسيا المستخدمة في طوب MgO-C المستخدم في المعدات المعدنية (المحولات، الأفران الكهربائية، المغارف، إلخ)، بالإضافة إلى التركيب الكيميائي، تتطلب أيضًا كثافة عالية وكثافة عالية من حيث الهيكل التنظيمي. كريستال كبير.

سواء في طوب MgO-C التقليدي أو في طوب MgO-C منخفض الكربون المستخدم على نطاق واسع، يتم استخدام رقائق الجرافيت بشكل أساسي كمصدر للكربون. الجرافيت، باعتباره المادة الخام الرئيسية لإنتاج طوب MgO-C، يستفيد بشكل أساسي من خصائصه الفيزيائية الممتازة: ① عدم تبليل الخبث. ②الموصلية الحرارية العالية. ③التمدد الحراري المنخفض. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الجرافيت والمواد المقاومة للحرارة لا تندمج عند درجات حرارة عالية ولها مقاومة حرارية عالية. لنقاء الجرافيت تأثير كبير على أداء طوب MgO-C. بشكل عام، يجب استخدام الجرافيت الذي يحتوي على محتوى كربون أكبر من 95%، ويفضل أن يكون أكبر من 98%.

بالإضافة إلى الجرافيت، يستخدم أسود الكربون أيضًا بشكل شائع في إنتاج الطوب الحراري للطوب الكربوني المغنيسيا. أسود الكربون عبارة عن مادة كربونية مسحوقية سوداء متناثرة للغاية يتم إنتاجها عن طريق التحلل الحراري أو الاحتراق غير الكامل للهيدروكربونات. جزيئات أسود الكربون صغيرة (أقل من 1 ميكرومتر)، ومساحة السطح المحددة كبيرة، وجزء الكتلة من الكربون هو 90 ~ 99٪، ونقاء عالي، ومقاومة مسحوق كبيرة، وثبات حراري عالي، وموصلية حرارية منخفضة، ومن الصعب -تحويل الكربون إلى الجرافيت. يمكن أن تؤدي إضافة أسود الكربون إلى تحسين مقاومة التشظي لطوب MgO-C بشكل فعال، وزيادة كمية الكربون المتبقي، وزيادة كثافة الطوب.

تشتمل المواد الرابطة شائعة الاستخدام في إنتاج طوب MgO-C على قطران الفحم، وزفت الفحم، وزفت البترول، بالإضافة إلى الراتنجات الكربونية الخاصة، والبوليولات، والراتنجات الفينولية المعدلة بالأسفلت، والراتنجات الاصطناعية، وما إلى ذلك. ويتم استخدام الأنواع التالية من عوامل الربط:

1) المواد الشبيهة بالأسفلت-. أسفلت القطران عبارة عن مادة لدنة بالحرارة ذات قابلية عالية للجرافيت وأكسيد المغنيسيوم، ومعدل بقايا مرتفع من الكربون بعد الكربنة، وتكلفة منخفضة. وقد تم استخدامه على نطاق واسع في الماضي؛ ومع ذلك، يحتوي أسفلت القطران على هيدروكربونات عطرية مسرطنة، وخاصة محتوى البنزو -. عالي؛ ونظرًا لزيادة الوعي البيئي، فإن استخدام أسفلت القطران آخذ في التناقص الآن.

2) المواد الراتنجية. يتم إنتاج الراتنج الاصطناعي عن طريق تفاعل الفينول والفورمالدهيد. يمكن مزجه جيدًا مع الجزيئات المقاومة للحرارة في درجة حرارة الغرفة. بعد الكربنة، يكون معدل بقايا الكربون مرتفعًا. وهو عامل الربط الرئيسي المستخدم حاليًا في إنتاج طوب MgO-C؛ ومع ذلك، فإنها تتشكل بعد الكربنة. هيكل الشبكة الزجاجية ليس مثاليًا لمقاومة الصدمات الحرارية ومقاومة الأكسدة للمواد المقاومة للحرارة.

3) المواد المعدلة على أساس الأسفلت والراتنج. إذا كان الرابط قادرًا على تشكيل بنية فسيفسائية وتشكيل مادة ألياف الكربون في الموقع بعد الكربنة، فسيعمل هذا الرابط على تحسين أداء درجة الحرارة العالية - للمادة المقاومة للحرارة.

من أجل تحسين مقاومة الأكسدة لطوب MgO{0}}C، غالبًا ما تتم إضافة كمية صغيرة من المواد المضافة. الإضافات الشائعة هي Si، Al، Mg، Al-Si، Al-Mg، Al-Mg-Ca، Si-Mg-Ca، SiC، وB4C. و BN ومضافات سلسلة Al-B-C وAl-SiC-C التي تم الإبلاغ عنها مؤخرًا [5–7]. يمكن تقسيم مبدأ عمل المواد المضافة تقريبًا إلى جانبين: من ناحية، من وجهة نظر الديناميكية الحرارية، أي عند درجة حرارة العمل، تتفاعل المواد المضافة أو المواد المضافة مع الكربون لتكوين مواد أخرى، ويكون تقاربها مع الأكسجين أكبر من التقارب بين الكربون والأكسجين. قبل أكسدة الكربون لحماية الكربون؛ من ناحية أخرى، من وجهة نظر حركية، فإن المركبات الناتجة عن تفاعل المواد المضافة مع O2 أو CO أو الكربون تغير البنية المجهرية للمواد الحرارية المركبة من الكربون، مثل زيادة الكثافة، وسد المسام، وإعاقة انتشار الأكسجين ومنتجات التفاعل، وما إلى ذلك.

كانت المواد المقاومة للحرارة المستخدمة في خطوط خبث المغرفة المبكرة عبارة عن-طوب قلوي عالي الجودة مثل طوب المغنيسيا المرتبط مباشرة-وطوب الكروم وطوب المغنيسيا المرتبط بالصهر الكهربائي-والكروم. بعد أن تم استخدام طوب MgO-C بنجاح في المحولات، تم أيضًا استخدام طوب MgO-C أيضًا في خط مغرفة تكرير خبث المعادن وحقق نتائج جيدة.

تظهر الأبحاث أن طوب MgO-C المصنوع من خليط من المغنيسيا المنصهر والمغنيسيا الملبد، بالإضافة إلى 15% من جرافيت رقائق الفوسفور وكمية صغيرة من سبائك الألومنيوم-المغنيسيوم كمضادات للأكسدة، يتمتع بتأثيرات استخدام جيدة ويتمتع بسعة تصل إلى 100 طن. عند استخدامه في خط خبث مغرفة LF، بالمقارنة مع الطوب MgO-C الذي يحتوي على محتوى C بنسبة 18% بدون مضادات الأكسدة، يتم تقليل معدل الضرر بنسبة 20-30%، ومتوسط ​​معدل التآكل هو 1.2-1.3 مم/فرن.