تحليل متعمق لخصائص مضادات الأكسدة لطوب الكربون المغنيسيوم

Magnesia Carbon Brick عبارة عن مادة مركبة لرمل المغنيسيا والكربون ، حيث يكون الجرافيت هو مفتاح تثبيط اختراق الخبث ومقاومة التآكل ، في حين أن راتنجات الكربون يبني القوة الهيكلية لطوب الكربون المغنيسي ؛ ومع ذلك ، بغض النظر عن راتنجات الكربون أو الجرافيت ، فإن أكبر ضعفها من السهل التأكسد. لذلك ، كانت مضادات الأكسدة هي نقطة ساخنة وتركيز البحث بعد ظهور طوب الكربون المغنيسيوم.

هناك طريقتان رئيسيتان لأكسدة الكربون في الطوب المغنيسيوم والكربون ، أحدهما هو أكسدة الكربون بواسطة مكونات مرحلة الغاز ، والآخر هو أكسدة المكونات المؤكسدة في الخبث أو الصلب. المكونات المؤكسدة في الخبث أو الصلب هي بشكل أساسي (FE_xO) و [O] ، إلخ. ؛ يحدث هذا الأكسدة جنبا إلى جنب مع تسلل الطور السائل المقابل في لبنة المغنيسيوم-الكربون ، كما هو موضح في Eqs. (1) و (2): أكسدة الكربون في الطوب المغنيسيوم-الكربون بواسطة مكونات الطور الغازي للخبث أو الصلب هي بشكل رئيسي عن طريق المكونات المؤكسدة في الخبث أو الصلب ، مثل (Fe (Fe_xس) و [س].

Fe_xO+C → Fe+Co (1)

MNO+C → MN+CO (2)

مضادات الأكسدة هي منع أكسدة الجرافيت في مراحل الغاز والسائل. تستخدم حاليًا في مضادات الأكسدة من طوب الكربون المغنيسيوم بشكل رئيسي المعادن وغير المعدنية. تشمل مضادات الأكسدة المعدنية بشكل رئيسي AL و SI و Al-MG وما إلى ذلك ، في حين أن غير المعدنية تشمل أساسًا ب₄ج ، ZRB₂، كذا ، إلخ.

المضادات الأكسدة المعدنية الأكثر استخدامًا هو مسحوق Al Metal ، والذي يتفاعل أولاً مع الكربون لتوليد Al₄C₃في درجة حرارة عالية ، و آل₄C₃يتفاعل مع CO (G) ، إلخ. الآلية المحددة هي كما يلي:

4AL +3 c=al₄C₃ (3)

2al +3 Co=al₂O₃+3C(4)

آل₄C₃+6 co =2 al₂O₃+9C (5)

آل₂O₃+mgo=mgo · al₂O₃(6)

بمشاركة المعادن آل أو آل₄C₃في التفاعل ، يتناقص الضغط الجزئي للأكسجين في الطوب ويتم حماية الجرافيت ، على سبيل المثال. آلية حماية أكسدة SI المعدنية متشابهة.

إن تأثير مضادات الأكسدة للمعادن AL أفضل ، والذي يأتي بشكل أساسي من مصدرين ، أحدهما ، الحد من الضغط الجزئي للأكسجين في طوب المغنيسيوم الكربون بواسطة Eqs. (3) ~ (4) ؛ واثنان ، تأثير توسيع حجم المعادلة. (6) رد الفعل ، الذي يصرخ بنية الطوب المغنيسيوم الكربون. وفي نفس الوقت ، مكافئ. (3) ومكافئ. (6) أيضًا إنجاز قوة الانحناء عالية درجة الحرارة من الطوب المغنيسيوم الكربون ، وهذا هو السبب في أن معظم طوب المغنيسيوم والكربون تتبنى مسحوق Al المعدني كمضاد للأكسدة ؛ ومع ذلك ، لأن رد الفعل Eq. (3) مصحوب بتأثير حجمي كبير ، فإن كمية المعدن AL المضافة في طوب المغنيسيوم والكربون عمومًا أقل من 3 ٪. تأثير حجم SI المعدني في عملية مضادات الأكسدة صغيرة نسبيًا ، لكن SI Metal يقلل من أداء درجة الحرارة العالية للمادة بسبب توليد M₂S (2MGO · SIO₂) وهكذا من SIO₂تم إنشاؤه بواسطة الأكسدة.

مسحوق SI المعدني بالإضافة إلى الرد مع الكربون لتوليد SIC ، ولكن يمكن أن تشكل أيضًا شعيرات محملة ألياف SIC المحملة ، وبالتالي تعزيز القوة ، وبالتالي ، كمضاد للأكسدة من طوب المغنيسيوم والكربون ، فإن مسحوق Al Metal AL ومركب SI. في تصميم طوب الكربون المغنيسيوم الجديد على التوالي ، تمت إضافة مسحوق AL المعدني ومسحوق SI كمضادات الأكسدة ، فإن عمر الخدمة أعلى من طوب الكربون الخبث التقليدي الأصلي. من وجهة نظر البنية الدقيقة لإضافة AL و SI وغيرها من الطوب الكربوني المغنيسيوم لمراقبة ومناقشة ، مع التحليل الديناميكي الحراري لآلية مضادات الأكسدة.

فيما يتعلق بمضادات الأكسدة الأخرى القائمة على المعادن ، عادة ما تستخدم سبائك MG-Al وما إلى ذلك. أضاف Zhang Jin و Zhu Boquan مسحوق سبيكة MG-Al كمضاد للأكسدة في طوب الكربون الكربوني المنخفض الكربون ، فإن آلية عمل سبيكة MG-AL تشبه تلك الموجودة في AL ، بينما تقوم MG أيضًا بتسريع تكوين طبقة المغنيسيت الثانوية ، والتي تحسن بشكل كبير من خاصية مضادات الأكسدة من MAGNESIUL COBBRANS.

بالمقارنة مع مضادات الأكسدة المعدنية ، تمت دراسة مضادات الأكسدة غير المعدنية أكثر في السنوات الأخيرة ، كما أنها تظهر أداءً جيدًا مضادات الأكسدة. مضادات الأكسدة غير المعدنية تشمل بشكل رئيسي ب₄ج ، ZRB₂، MGB₂، القصدير ، كذا وما إلى ذلك ، بالمقارنة مع مضادات الأكسدة الأخرى ، فإن تأثير SIC ضعيف نسبيًا. مضادات الأكسدة غير المعدنية (ب₄C و ZRB₂على سبيل المثال) في المغنيسيوم سيحدث طوب الكربون في التفاعل التالي:

B₄C +6 Co =2 b₂O₃+7C (7)

ZRB₂+5 co=Zro₂+B₂O₃+5C (8)

ب₂O₃سوف يتفاعل مع التفاعل مع MGO ، وما إلى ذلك لتوليد طبقة الحظر ، والتي بدورها تمنع استمرار الأكسدة لطوب المغنيسيوم والكربون.

مقاومة أكسدة العينات الحرارية MGO-C مع إضافة كسور كتلة {1}} و 1 ٪ و 3 ٪ من مضادات الأكسدة (AL و SI و SIC و B.₄ج) تمت مقارنة عن طريق تحديد فقدان كتلة الكربون كدالة لدرجة الحرارة (1300 و 1500 درجة) والوقت (2 ، 4 و 6 ساعات) ، وخلص إلى أن ب ب ذلك₄كان C هو مضادات الأكسدة الأكثر فعالية في 1300 درجة و 1500 درجة ، وخاصة في التأثير كان أفضل بكثير من الثلاثة الأخرى في 1500 درجة ، والتي تعزى إلى تكوين ملغ غير مكثف وكثيف₃B₂O₆طبقة على سطح الطوب. على الرغم من أنه يمكن أن يحسن مقاومة الأكسدة لطوب MGO-C ، كانت أقل فعالية في المقارنة. تم استخدام طرق تجريبية مثل التحليل الحراري وحيود الأشعة السينية للتأكيد على أن أكسدة ب ب₄C يحدث أثناء عملية إطلاق النار في درجات حرارة أقل من 1000 درجة ، مما يؤدي إلى 3MGO-B₂O₃هذا مستقر في درجات حرارة عالية.

تطبيق MGB₂والبعض الآخر كمضادات الأكسدة إلى حرارة الكربون المغنيسيوم ، والكالسيوم تحت الغلاف الجوي المدفون من الكربون والهواء ، على التوالي ، أظهرت أن تأثير مضادات الأكسدة كان ثانيًا إلى B4C وتفوق على مساحيق AL و SI ، وذكر أن جزء الإضافة المعقول من MGB₂في حرارة الكربون المغنيسيوم كان حوالي 3 ٪. تم إعداد نوعين من عينات من الطوب المغنيسيوم والكربون بدون إضافات ومع 2 ٪ من القصدير المحتوية على الكربون. تُظهر نتائج اختبار تآكل الخبث أن مقاومة تآكل الخبث للعينة مع القصدير أفضل بكثير من عينة بدون مضافات. والسبب الرئيسي في تحسين مقاومة تآكل الخبث في طوب الكربون المغنيسيوم هو: منتج الأكسدة tio₂تتفاعل القصدير في طبقة التفاعل مع CAO في الخبث لتوليد Catio₃مع نقطة انصهار من درجة عام 1970 ؛ تيو₂يتكون في أكسدة القصدير في طبقة إزالة الكربرة مع C ، CAO ، MGO Catio₃، 2mgo ، تيو₂، المحلول الصلب TIC ، Ti (C ، N) ، وما إلى ذلك هي مراحل معدنية عالية الانصهار ، والتي تزيد من لزوجة الخبث وتقليل تغلغل الخبث ، وبالتالي تحسين مقاومة طوب الكربون المغنيسيوم لتآكل الخبث. علاوة على ذلك ، عندما تكون القصدير (جزء الكتلة ، 2 ٪) ، ومسحوق الألومنيوم (جزء الكتلة ، 1 ٪) و B.₄تم استخدام C (جزء الكتلة ، 0. 5 ٪) في المركب ، تم زيادة قوة الانحناء عالية الحرارة ، ومقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل الخبث لطوب المغنيسيوم والكربون بشكل كبير وتحسينه.

في السنوات الأخيرة ، يكون مضادات الأكسدة من طوب الكربون المغنيسيوم أكثر ميلًا إلى المركب المعدني وغير المعدني ، لحل مضادات الأكسدة الفردية في نطاق درجة حرارة معينة من أداء مضادات الأكسدة ، من أجل لعب مزايا الأداء المعنية لمضادات الأكسدة. مضادات الأكسدة المعدنية و ب₄C أو MGB₂مركب ، بحيث يتم تحسين مقاومة التآكل المضادة للأكسدة والخبث.

المعدن آل ، المعادن سي ، كذا و ب₄تم استخدام C كمضادات الأكسدة في مجموعات مختلفة ، وتم عقد العينات عند 1400 درجة لمدة 2 ساعة ، وتم تحليل النتائج لإظهار أن استخدام مضادات الأكسدة المركبة في السمي كان الأكثر فعالية. في درجة حرارة عالية ، يتم أكسدة SIC بعد C ، وعلى الرغم من B₄C يتأكسد قبل C ، ومنتج الأكسدة ب₂O₃هي مرحلة سائلة ، والتي تفضي إلى توصيل المسام المادية ، ولكن نقطة انصهار ب₂O₃هو 450 درجة فقط ، مما يجعل سرعة التبخر تتسارع تدريجيا ، وفي نهاية المطاف يقلل من أداء مضادات الأكسدة من ب₄المواد المحتوية على C. إدخال 3 ٪ من AL و 1 ٪ من TIO₂كضافات في طوب الكربون الكربوني المنخفض الكربون ، والمعالجة الحرارية الفحم المدفونة في 1000 درجة و 1300 ، مقسمة إلى أي مضادات الأكسدة ، 3 ٪ من Al وحدها ، 1 ٪ من Tio₂وحده ، إضافة مركب من 3 ٪ من AL و 1 ٪ من TIO₂4 مجموعات لإجراء مقارنات. تظهر النتائج أن المقدمة المركبة لـ AL ، Tio₂إضافات لتجنب توليد آل₄C₃، يفضي إلى تحسين طوب الكربون المغنيسيوم في معالجة الفحم المدفونة المسحوق المنفصل AL من السهل ترطيب المشكلة ، والقوة الضاغطة للمجموعات الأربع من أعلى ، سمك طبقة الأكسدة هو الأصغر.

فيما يتعلق بمضادات الأكسدة ، على الرغم من أنه تمت دراسته لسنوات عديدة ، إلا أن مضادات الأكسدة لا تزال هي الاتجاه البحثي الرئيسي لطوب الكربون الحالي للمغنيسيوم.

شركة Zinfon الحرارية التكنولوجية المحدودة

نحن مورد مواد حراري يدمج البحث والتطوير والإنتاج والبناء والتخزين والتجارة.

نحن نقدم العديد من حراريات المغنيسيا والألومينا بما في ذلك كل من المنتجات ذات الشكل غير المقيد والمواد الخام والمنتجات الكيميائية ذات الصلة.

نحن معتمدون على ISO9001 و ISO14001 و ISO45001 والشهادات الوطنية والمحلية الأخرى على النحو التالي:

أرسل الاستفسار الآن