마그네시아 탄소 벽돌마그네시아 모래와 탄소의 복합 재료이며, 그 중 흑연은 슬래그 침투 및 부식성을 억제하는 열쇠이며, 수지 탄소는 마그네 사이트 탄소 벽돌의 구조적 강도를 구축합니다. 그러나 수지 탄소와 흑연은 모두 쉽게 산화되는 약점을 가지고 있습니다.
MGO 탄소 벽돌에는 탄소 산화의 두 가지 주요 방법이 있습니다. 하나는 가스 상 성분에 의한 탄소의 산화이고, 다른 하나는 슬래그 또는 강에서 산화 된 성분의 산화이다. 슬래그 또는 스틸의 산화 성분은 주로 (FEXO) 및 [O] 등입니다. 이러한 산화는 공식 (1) 및 공식 (2)에 도시 된 바와 같이, 상응하는 액체 상이 마그네슘 탄소 벽돌로의 침윤으로 발생한다.
Fexo+C → Fe+Co (1)
MNO+C → MN+CO (2)
산화 방지제는 기상 및 액체 상에 의한 흑연의 산화를 방지하기 위해 사용된다. 현재, 마그네시아 탄소 벽돌에 사용되는 산화 방지제는 주로 금속 및 비금속입니다. 금속 산화 방지제는 주로 Al, Si, Al-MG 등을 포함하는 반면, 비금속 항산화 제는 주로 B4C, ZRB2, SIC 등을 포함합니다.
금속 산화 방지제 중에서 가장 널리 사용되는 금속 알 분말은 먼저 고온에서 탄소와 반응하여 Al4C3을 형성하고, Al4C3은 CO (g) 등과 반응합니다. 특정 행동 메커니즘은 다음과 같습니다.
4al +3 c=al4c3 (3)
2al +3 co=al2o 3+3 c (4)
al4c 3+6 co =2 al2o 3+9 c (5)
al2o 3+ mgo=mgo · al2o3 (6)
금속 AL 또는 AL4C3이 반응에 참여함에 따라 벽돌의 산소 부분 압력이 감소하고 흑연과 같은 것이 보호됩니다. 금속 Si의 항산화 메커니즘은 유사하다.
금속 AL의 항산화 효과는 비교적 우수하며, 이는 주로 두 지점에서 나옵니다. 첫째, 포뮬러 (3) ~ (4)에 의한 산소 탄소 벽돌에서 산소 부분 압력의 감소; 둘째, 공식 (6)의 반응의 부피 팽창 효과는 마그네슘 탄소 벽돌의 구조를 조밀하게 만듭니다. 동시에, 식 (3) 및 (6)는 또한 MGO-C 벽돌의 높은 고온 굴곡 강도를 달성하기 때문에 대부분의 MGO-C 벽돌은 금속 알 가루를 항산화 제로 사용하는 이유를 항산화 제로 사용한다. 그러나, 반응 방정식 (3)에는 큰 부피 효과가 동반되기 때문에, 마그네시아 탄소 벽돌에 첨가 된 금속 AL의 양은 일반적으로 3%미만이다. 항산화 공정에서 금속 SI의 부피 효과는 비교적 작지만 금속 Si는 SIO2의 산화로 인해 M2S (2MGO · SIO2)를 생성하여 재료의 고온 성능을 감소시킨다.
SIC를 생성하기 위해 탄소와 반응하는 것 외에도, 금속 Si 분말은 또한 휘 스커-유사 SIC 섬유를 형성하여 강도를 향상시킬 수있다. 따라서, MGO-C 벽돌에 대한 산화 방지제로서, 금속 알 분말 및 Si 분말은 일반적으로 조합으로 사용된다. 새로운 슬래그 라인 MGO-C 벽돌을 설계 할 때 금속 알 분말 및 SI 파우더는 산화 방지제로 첨가되며 서비스 수명은 원래 전통적인 슬래그 라인 MGO-C 벽돌보다 길다. 미세 구조의 관점에서, Al, Si 등이 추가 된 MGO-C 벽돌이 관찰되고 논의되며, 항산화 메커니즘은 열역학과 함께 분석된다.
다른 금속 산화 방지제와 관련하여, mg-al 합금이 일반적으로 사용된다. Zhang Jin과 Zhu Boquan은 저탄소 마그네슘 탄소 벽돌의 항산화 제로 mg-al 합금 분말을 첨가했습니다. Mg-al 합금의 작용 메커니즘은 Al의 작용 메커니즘과 유사하며, Mg는 또한 2 차 페리클라제 층의 형성을 가속화하여, 탄소 벽돌 마그네슘의 산화성을 상당히 개선시킨다.
금속 산화 방지제와 비교하여, 비금속 항산화 제는 최근 몇 년 동안 더 많이 연구되었으며 매우 우수한 항산화 특성을 보여 주었다. 비금속 항산화 제는 주로 B4C, ZRB2, MGB2, 주석, SIC 등을 포함하지만 다른 산화 방지제와 비교하여 SIC의 효과는 상대적으로 열악합니다. 비금속 항산화 제 (B4C 및 ZRB2 복용)는 마그네슘 탄소 벽돌에서 다음과 같은 반응을 겪게됩니다.
b4c +6 Co =2 b2o 3+7 c (7)
zrb 2+5 co=zro 2+ b2o 3+5 c (8)
반응에 의해 생성 된 B2O3는 MGO 및 다른 사람들과 반응하여 차단 층을 형성하여 마그네슘 탄소 벽돌의 지속적인 산화를 방지 할 것이다.
탄소 질량 손실과 온도 (13 0 0 및 1500도)와 시간 (2, 4 및 6H) 사이의 기능적 관계를 측정함으로써, 질량 분획에 의해 첨가 된 0, 1% 및 3% 항산화 제 (AL, SI, SIC 및 B4C)를 갖는 MGO-C 내화 샘플의 산화 저항성을 비교 하였다. B4C는 1300도 및 1500도, 특히 1500도에서 가장 효과적인 항산화 제인 것으로 여겨집니다. 불 침투성 및 조밀 한 MG3B2O6 층이 벽돌 표면에 형성되기 때문에 효과는 다른 3 개보다 훨씬 낫습니다. SIC는 또한 마그네시아 탄소 벽돌의 산화성을 향상시킬 수 있지만, 그 효과는 더 나빠집니다. 열 중량 측정 분석 및 X- 선 회절과 같은 실험 방법은 B4C가 고온에서 안정한 3MGO · B2O3을 얻기 위해 1000도 미만의 발사 공정 동안 산화되었음을 확인 하였다.
MGB2 및 다른 산화 방지제는 마그네시아 탄소 내화 재료에 사용되었다. 그들은 탄소 묻힌 대기와 공기 대기로 소성되었습니다. 결과는 항산화 효과가 B4C보다 열등하고 Al 분말 및 Si 분말보다 우수하다는 것을 보여 주었다. 마그네시아 탄소 내화 재료에서 MGB2의 합리적인 첨가 질량 분율은 약 3%라고 지적되었다. 첨가제가없고 2% 탄소 함유 주석이없는 2 개의 MGO-C 벽돌 샘플을 제조 하였다. 슬래그 침식 저항성 테스트의 결과는 TIN을 사용한 샘플의 슬래그 침식 저항이 첨가제가없는 샘플의 것보다 상당히 우수함을 보여 주었다. 주석이 마그네 사이트 탄소 벽돌의 슬래그 침식 저항성을 향상시키는 주된 이유는 반응층에서 주석의 산화 생성물 TIO2가 슬래그에서 CAO와 반응하여 197 0 정도의 융점과 Catio3를 형성하기 때문입니다. 디카 비 층에서 주석의 산화에 의해 형성된 TiO2는 C, CaO 및 MGO와 반응하여 catio3 및 2MGO를 형성한다. TIO2, TIC, TI (C, N) 고체 용액 등은 모두 높은 용융점 미네랄 상이며 슬래그의 점도를 증가시키고 슬래그의 침투를 감소시켜 매그네슘 탄소 벽돌의 슬래그 침식 내성을 개선합니다. 또한, 주석 (질량 분획, 2%), 알루미늄 분말 (질량 분획, 1%) 및 B4C (질량 분획, 0.5%)가 조합하여 사용되면, 고온 굴곡 강도, 산화성 및 슬래그 부식 저항이 MGO-C 벽돌의 부식성을 크게 향상시킬 때.
