Procés de producció de maons de MgO-C
Les principals matèries primeres per als maons de MgO-C inclouen la magnesia fosa o sinteritzada, el grafit en escates, els aglutinants orgànics i els antioxidants.
Magnèsia
La magnesia és la matèria primera principal per produir maons de MgO-C, disponible en formes de magnesia fosa i magnesia sinteritzada. En comparació amb la magnesia sinteritzada, la magnesia fusionada té avantatges com ara grans de cristall de periclasa més grans i una densitat a granel més alta, cosa que la converteix en la matèria primera preferida per a la producció de maons de MgO-C. Per a la producció de refractaris basats en magnesia-normals, els principals requisits per a les matèries primeres de magnesia són la resistència a la temperatura i la corrosió alta-, per tant es posa èmfasi en la puresa de la magnesia i la relació C/S i el contingut de B₂O₃ en la seva composició química. Amb el desenvolupament de la indústria metal·lúrgica i les condicions de fosa cada vegada més dures, la magnesia utilitzada en maons de MgO-C per a equips metal·lúrgics (convertidors, forns elèctrics, cullerots, etc.) requereix no només una composició química específica sinó també una gran densitat i gran mida de cristal·lit en termes de microestructura.
Procés de producció de maó de carboni de magnesi Font de carboni
Tant si es tracta de maons de MgO-C tradicionals com de maons de MgO-C de baix-carboni molt utilitzats, el grafit en escates s'utilitza principalment com a font de carboni. El grafit és una matèria primera clau per als maons de MgO-C, principalment per les seves excel·lents propietats físiques: ① no-humectabilitat per l'escòria; ② alta conductivitat tèrmica; ③ baixa expansió tèrmica. A més, el grafit no pateix fusió eutèctica amb refractaris a altes temperatures i té una alta refractarietat. La puresa del grafit afecta significativament el rendiment dels maons de MgO-C; generalment, es requereix grafit amb un contingut de carboni superior al 95%, preferiblement superior al 98%.
A més del grafit, el negre de carboni també s'utilitza habitualment en la producció de maons de carboni-de magnesia. El negre de carboni és un material carboní pols negre altament dispers produït per descomposició tèrmica o combustió incompleta de compostos d'hidrocarburs. Té partícules fines (menys d'1 μm), gran superfície específica, contingut de carboni del 90 al 99%, alta puresa, alta resistivitat elèctrica, alta estabilitat tèrmica i relativament baixa conductivitat tèrmica, pertanyent a la categoria de carboni no -grafititzat. L'addició de negre de carboni pot millorar eficaçment la resistència a l'escallada dels maons de MgO-C, augmentar el contingut de carboni residual i millorar la densitat dels maons.
Enquadernador
Els aglutinants habituals que s'utilitzen en la producció de maons de MgO-C inclouen quitrà d'hulla, brea de quitrà de hulla, brea de petroli, així com resines carbòniques especials, poliols, resines fenòliques modificades de breu-, resines sintètiques, etc. Els aglutinants utilitzats es poden classificar en els següents tipus:
Materials basats en -pitch. La brea de quitrà de hulla és un material termoplàstic amb avantatges com ara una forta afinitat amb el grafit i la magnesia, una alta taxa de carboni residual després de la carbonització i un baix cost; va ser molt utilitzat en el passat. Tanmateix, la brea de quitrà de hulla conté hidrocarburs aromàtics cancerígens, especialment nivells elevats de benzopirè. A causa de la creixent consciència ambiental, l'ús de brea de quitrà de hulla està disminuint.
Materials basats{0}}resina. La resina sintètica es produeix per la reacció del fenol i el formaldehid. Es pot barrejar bé amb partícules refractàries a temperatura ambient i té una alta taxa de carboni residual després de la carbonització, el que el converteix en el principal aglutinant que s'utilitza actualment per als maons de MgO-C. Tanmateix, l'estructura de xarxa vidriada formada després de la seva carbonització no és ideal per a la resistència al xoc tèrmic i la resistència a l'oxidació del material refractari.
Materials modificats a base de breu i resina. Si l'aglutinant pot formar una estructura i fibres de carboni in-in situ després de la carbonització, pot millorar el rendiment a alta-temperatura del material refractari.
Antioxidants
Per millorar la resistència a l'oxidació dels maons de MgO-C, sovint s'afegeixen petites quantitats d'additius. Els additius comuns inclouen Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al{-Mg{-Ca, Si{-Mg{-Ca, SiC, B₄C, BN i, més recentment, els sistemes Al-B{-C i Al{10}1}C{{10}1}C{{- El mecanisme dels additius es pot dividir a grans trets en dos aspectes: un és des d'una perspectiva termodinàmica, on a temperatures de treball, els additius o els seus productes de reacció amb el carboni tenen una afinitat per l'oxigen més gran que la del carboni, quedant així preferentment oxidats i protegint el carboni; l'altra és des d'una perspectiva cinètica, on els compostos formats per additius que reaccionen amb O₂, CO o carboni canvien la microestructura del material refractari que conté carboni-, com ara augmentar la densitat, bloquejar els porus i dificultar la difusió d'oxigen i productes de reacció.
