Magnesium-koolstofbakstenen tegen oxidatie
Magnesia -koolstofbak is een composietmateriaal van magnesia -zand en koolstof, waarbij grafiet de sleutel is om slakpenetratie en erosiebestendigheid te remmen, terwijl harskoolstof de structurele sterkte van magnesia -koolstof baksteen construeert; Ongeacht de harskoolstof of grafiet, de grootste zwakte is echter gemakkelijk te oxideren. Daarom zijn antioxidanten de hotspot en focus van onderzoek geweest na het verschijnen van magnesiumkoolstofstenen.
Er zijn twee belangrijke manieren om koolstof te oxideren in magnesium-koolstofbakstenen, de ene is de oxidatie van koolstof door gasfase-componenten, en de andere is de oxidatie van geoxideerde componenten in slakken of staal. De geoxideerde componenten in de slak of staal zijn voornamelijk (FExO) en [o], enz.; Deze oxidatie treedt op samen met de infiltratie van de overeenkomstige vloeibare fase in de magnesium-koolstofbaksteen, zoals weergegeven in vergelijking. (1) en (2): de oxidatie van koolstof in de magnesium-koolstofbaksteen door de gasfase-componenten van de slak of staal wordt voornamelijk door de geoxideerde componenten in de slak of staal, zoals (FexO) en [O].
FexO+C → Fe+Co (1)
Mno+C → Mn+Co (2)
Antioxidant moet de oxidatie van grafiet in de gas- en vloeibare fasen voorkomen. Momenteel gebruikt in magnesium koolstofstenen antioxidanten zijn voornamelijk metaal en niet-metaal. Metallische antioxidanten omvatten voornamelijk AL, SI, AL-MG, enz., Terwijl niet-metalen4C, ZRB2, Sic, etc.
De meest gebruikte metaalantioxidant is metaal Al -poeder, die eerst reageert met koolstof om Al te genereren4C3bij hoge temperatuur, en al4C3reageert met CO (G), enz. Het specifieke mechanisme is als volgt:
4al +3 c=Al4C3 (3)
2al +3 co=Al2O3+3C(4)
Al4C3+6 co =2 al2O3+9C (5)
Al2O3+Mgo=mgo · al2O3(6)
Met de deelname van metaal al of al4C3In de reactie neemt de gedeeltelijke zuurstofdruk in de baksteen af en wordt bijvoorbeeld grafiet beschermd. Het mechanisme van oxidatiebescherming van metaal SI is vergelijkbaar.
Het antioxiderende effect van metaal Al is beter, dat voornamelijk afkomstig is van twee bronnen, één, de reductie van de partiële zuurstofdruk in magnesium-koolstofbakstenen door vergelijking. (3) ~ (4); en twee, het volume -expansie -effect van vergelijking. (6) Reactie, die de structuur van magnesium-koolstofstenen verdicht. En tegelijkertijd, Vgl. (3) en Vgl. (6) Verdien ook een hogere buigsterkte op hoge temperatuur van magnesium-koolstofbakstenen, wat de reden is waarom de meeste magnesium-koolstofbakken het metaal Al-poeder als de antioxidant overnemen; Omdat de reactie Eq. (3) gaat vergezeld van een groot volumetrisch effect, de hoeveelheid metaal Al toegevoegd in magnesium-koolstofstenen is over het algemeen minder dan 3%. Het volume -effect van metaal SI in het antioxidantproces is relatief klein, maar metaal Si vermindert de hoge temperatuurprestaties van het materiaal als gevolg van het genereren van m2S (2mgo · sio2) enzovoort van de SIO2gegenereerd door oxidatie.
Metaal SI-poeder naast reageren met koolstof om SIC te genereren, maar kan ook snorharen geladen SIC-vezel vormen, waardoor de sterkte wordt verbeterd, daarom, als een antioxidant van magnesium-koolstofbakstenen, zijn over het algemeen metalen poeder- en Si-poedercomposiet. In het ontwerp van nieuwe slakkenlijn magnesium koolstofstenen respectievelijk metaal Al -poeder en SI -poeder als antioxidant toegevoegd, is de levensduur van de services hoger dan de oorspronkelijke traditionele Slag -lijn magnesium -koolstofstenen. Vanuit microstructureel oogpunt van het toevoegen van AL-, SI en andere magnesiumkoolstofstenen om te observeren en te bespreken, en met thermodynamische analyse van anti-oxidatiemechanisme.
Wat betreft andere antioxidanten op metaalgebaseerde antioxidanten, zijn vaak gebruikt Mg-Al-legeringen enzovoort. Zhang Jin en Zhu Boquan voegden Mg-Al-legeringspoeder toe als een antioxidant in koolstofmagesiummagesiumkoolstofstenen, het werkingsmechanisme van Mg-Al-legering is vergelijkbaar met dat van AL, terwijl MG ook de vorming van secundaire magnesietlaag versnelt, die de antioxidant-eigenschap van magnesiumbureaus van magnesiumbureaus van magnesiummogelijkheden aanzienlijk verbetert.
In vergelijking met metaalantioxidanten zijn de afgelopen jaren niet meer met metalen antioxidanten meer bestudeerd en vertonen ze ook zeer goede antioxidantprestaties. Niet-metalen antioxidanten omvatten voornamelijk B4C, ZRB2, MGB2, Tin, sic enz. Echter, vergeleken met andere antioxidanten, is het effect van SiC relatief slecht. Niet-metalen antioxidanten (B4C en ZRB2Bijvoorbeeld) in magnesium zullen koolstofstenen optreden bij de volgende reactie:
B4C +6 Co =2 b2O3+7C (7)
ZRB2+5 co=zro2+B2O3+5C (8)
De B2O3Gegenereerd door de reactie zal reageren met MGO, enz. Om een blokkeerlaag te genereren, die op zijn beurt de voortdurende oxidatie van de magnesium-koolstofstenen voorkomt.
De oxidatieweerstand van MGO-C refractaire monsters met de toevoeging van 0, 1% en 3% massafracties van antioxidanten (AL, SI, SIC en B4C) werd vergeleken door het verlies van koolstofmassa te bepalen als een functie van temperatuur (1300 en 1500 graden) en tijd (2, 4 en 6 uur), en er werd geconcludeerd dat B4C was de meest effectieve antioxidant na 1300 graden en 1500 graden, en vooral in het effect was veel beter dan de andere drie op 1500 graden, die werd toegeschreven aan de vorming van een ondoordringbare en dichte Mg3B2O6Laag op het bakstenen oppervlak. SIC, hoewel het ook de oxidatieweerstand van MGO-C-bakstenen kon verbeteren, was in vergelijking minder effectief. Experimentele methoden zoals thermogravimetrische analyse en röntgendiffractie werden gebruikt om te bevestigen dat de oxidatie van B4C komt voor tijdens het schietproces bij temperaturen die lager zijn dan 1000 graden, resulterend in 3MGO-B2O3Dat is stabiel bij hoge temperaturen.
De toepassing van MGB2en anderen als antioxidanten tegen magnesiumkoolstof vuurvastheden, gecalcineerd onder respectievelijk begraven koolstof- en luchtatmosfeer, toonden aan dat het antioxidanteffect tweede was bij B4C en superieur aan AL- en SI -poeders, en er werd op gewezen dat de redelijke toevoegingsmassafractie van MGBB MGB2In magnesium was koolstof vuurvastheden ongeveer 3%. Twee soorten magnesium-koolstof-bakstenen monsters zonder additieven en met 2% koolstofhoudende tin werden bereid. De resultaten van de slak erosietest tonen aan dat de slak erosieweerstand van het monster met tin aanzienlijk beter is dan die van het monster zonder additieven.2van tin in de reactielaag reageert met de Cao in de slak om Catio te genereren3met een smeltpunt van 1970 graden; de TIO2Gevormd in de oxidatie van tin in de decarburisatielaag reageert met C, Cao, MGO Catio3, 2mgo, tio2, TIC, Ti (C, N) vaste oplossing, enz. Zijn een hoog smeltpunt minerale fasen, die de viscositeit van slak verhogen en de penetratie van slak verminderen, waardoor de weerstand van magnesiumkoolstofstenen tegen slagerosie wordt verbeterd. Bovendien, wanneer tin (massafractie, 2%), aluminium poeder (massafractie, 1%) en B4C (massafractie, 0. 5%) werden gebruikt in de composiet, de buigsterkte op hoge temperatuur, oxidatieweerstand en slakkenerosiebestendigheid van magnesium-koolstofbakken waren aanzienlijk verhoogd en verbeterd.
In de afgelopen jaren is de magnesiumkoolstof-bakstenen antioxidant meer geneigd tot metaal en niet-metaalcomposiet, om de enkele antioxidant op te lossen bij een bepaald temperatuurbereik van antioxidantprestaties is niet goed, om de respectieve prestatievoordelen van antioxidanten te spelen. Metaal antioxidanten en B4C of MGB2Composiet, zodat de antioxidant- en slakkenerosiebestendigheid worden verbeterd.
Metal AL, Metal Si, Sic en B4C werden gebruikt als antioxidanten in verschillende combinaties, en de monsters werden gehouden op 1400 graden voor 2H en de resultaten werden geanalyseerd om aan te tonen dat het gebruik van AL-Si composiet antioxidanten het meest effectief was. Bij hoge temperatuur wordt SIC geoxideerd na C, en hoewel B4C wordt geoxideerd vóór C, en het oxidatieproduct B2O3is vloeibare fase, die bevorderlijk is voor het aansluiten van de materiaalporiën, maar het smeltpunt van B2O3is slechts 450 graden, waardoor de verdampingssnelheid geleidelijk versnelde, en uiteindelijk de antioxidantprestaties van de B vermindert4C-bevattende materialen. Introductie van 3% van Al en 1% van TIO2Als additieven in koolstofmagesbakstenen met een laag koolstof2Alleen, samengestelde toevoeging van 3% van AL en 1% van TIO24 groepen om vergelijkingen te maken. De resultaten laten zien dat de samengestelde introductie van AL, TIO2additieven om het genereren van Al te voorkomen4C3, is bevorderlijk voor de verbetering van magnesiumkoolstofstenen in de afzonderlijke geciteerde Al poeder begraven houtskoolbehandeling is gemakkelijk om het probleem te hydrateren, de druksterkte van de vier groepen van de hoogste, de dikte van de oxidatielaag is het kleinste.
In termen van antioxidant, hoewel het al vele jaren is onderzocht, is antioxidant nog steeds de belangrijkste onderzoeksrichting van huidige magnesiumkoolstofstenen.
Zinfon Refractory Technology Co., Ltd
Wij zijn een vuurvast materiaalleverancier die R&D, productie, constructie, opslag en handel integreert.
We bieden verschillende magnesia- en aluminiumoxide -vuurvaste handelingen, waaronder zowel gevormde als niet -vormige producten, grondstoffen en gerelateerde chemische producten.
We zijn gecertificeerd voor ISO9001, ISO14001, ISO45001 en andere nationale en lokale certificeringen als volgt: