กระบวนการผลิตอิฐ MgO-C
วัตถุดิบหลักสำหรับอิฐ MgO-C ได้แก่ แมกนีเซียผสมหรือแมกนีเซียเผา กราไฟท์เกล็ด สารยึดเกาะอินทรีย์ และสารต้านอนุมูลอิสระ
แมกนีเซีย
แมกนีเซียเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับการผลิตอิฐ MgO-C ซึ่งมีจำหน่ายในรูปแบบแมกนีเซียหลอมและแมกนีเซียเผา เมื่อเปรียบเทียบกับแมกนีเซียแบบเผาผนึก แมกนีเซียแบบหลอมรวมมีข้อดี เช่น เม็ดคริสตัลเพอริคลาสที่ใหญ่กว่าและมีความหนาแน่นรวมสูงกว่า ทำให้เป็นวัตถุดิบที่ต้องการสำหรับการผลิตอิฐ MgO-C สำหรับการผลิตวัสดุทนไฟที่ทำจากแมกนีเซียธรรมดา- ข้อกำหนดหลักสำหรับวัตถุดิบแมกนีเซียคือมีความแข็งแรงต่ออุณหภูมิสูง-และทนต่อการกัดกร่อน ดังนั้นจึงเน้นไปที่ความบริสุทธิ์ของแมกนีเซียและอัตราส่วน C/S และปริมาณ B₂O₃ ในองค์ประกอบทางเคมี ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมโลหะวิทยาและสภาวะการถลุงที่รุนแรงมากขึ้น แมกนีเซียที่ใช้ในอิฐ MgO-C สำหรับอุปกรณ์โลหะวิทยา (ตัวแปลง เตาเผาไฟฟ้า ทัพพี ฯลฯ) ไม่เพียงต้องการองค์ประกอบทางเคมีที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น แต่ยังต้องใช้ความหนาแน่นสูงและขนาดผลึกขนาดใหญ่ในแง่ของโครงสร้างจุลภาคอีกด้วย
กระบวนการผลิตอิฐคาร์บอนแมกนีเซียแหล่งคาร์บอน
ไม่ว่าจะอยู่ในอิฐ MgO-C แบบดั้งเดิมหรืออิฐ MgO คาร์บอนต่ำ-C ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย กราไฟท์แบบเกล็ดถูกใช้เป็นแหล่งคาร์บอนเป็นหลัก กราไฟต์เป็นวัตถุดิบสำคัญสำหรับอิฐ MgO-C โดยมีสาเหตุหลักมาจากคุณสมบัติทางกายภาพที่ยอดเยี่ยม: ① ไม่-ทำให้เปียกได้เนื่องจากตะกรัน; 2 การนำความร้อนสูง 3 การขยายตัวทางความร้อนต่ำ นอกจากนี้ กราไฟท์ยังไม่ผ่านการหลอมยูเทคติกด้วยวัสดุทนไฟที่อุณหภูมิสูงและมีความทนไฟสูง ความบริสุทธิ์ของกราไฟท์ส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของอิฐ MgO-C โดยทั่วไป ต้องใช้กราไฟท์ที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 95% หรือควรมากกว่า 98%
นอกจากกราไฟต์แล้ว คาร์บอนแบล็กยังใช้กันทั่วไปในการผลิตอิฐคาร์บอนแมกนีเซีย- คาร์บอนแบล็กเป็นวัสดุคาร์บอนที่เป็นผงสีดำที่มีการกระจายตัวสูง ซึ่งเกิดจากการสลายตัวด้วยความร้อนหรือการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน มีอนุภาคละเอียด (น้อยกว่า 1 μm) พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ปริมาณคาร์บอน 90–99% มีความบริสุทธิ์สูง มีความต้านทานไฟฟ้าสูง มีความเสถียรทางความร้อนสูง และมีค่าการนำความร้อนค่อนข้างต่ำ จัดอยู่ในหมวดหมู่คาร์บอนที่ไม่-ทำกราไฟต์ การเติมคาร์บอนแบล็กสามารถปรับปรุงความต้านทานการหลุดร่อนของอิฐ MgO-C ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มปริมาณคาร์บอนที่ตกค้าง และเพิ่มความหนาแน่นของอิฐ
เครื่องผูก
สารยึดเกาะทั่วไปที่ใช้ในการผลิตอิฐ MgO-C ได้แก่ น้ำมันถ่านหิน น้ำมันดินจากถ่านหิน น้ำมันดินปิโตรเลียม ตลอดจนเรซินคาร์บอนพิเศษ โพลิออล เรซินฟีนอลที่ดัดแปลงด้วยพิตช์ - เรซินสังเคราะห์ ฯลฯ สารยึดเกาะที่ใช้สามารถจำแนกได้เป็นประเภทต่อไปนี้:
วัสดุที่ใช้การเสนอขาย- น้ำมันดินถ่านหินเป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกที่มีข้อดี เช่น มีความสัมพันธ์ที่ดีกับกราไฟท์และแมกนีเซีย อัตราคาร์บอนตกค้างสูงหลังการทำให้เป็นคาร์บอน และต้นทุนต่ำ มันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอดีต อย่างไรก็ตาม น้ำมันดินถ่านหินมีสารก่อมะเร็งอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน โดยเฉพาะเบนโซไพรีนในระดับสูง เนื่องจากความตระหนักรู้ด้านสิ่งแวดล้อมเพิ่มมากขึ้น การใช้น้ำมันดินจากถ่านหินจึงลดลง
วัสดุที่ทำจากเรซิน- เรซินสังเคราะห์ผลิตโดยปฏิกิริยาของฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์ สามารถผสมได้ดีกับอนุภาคทนไฟที่อุณหภูมิห้อง และมีอัตราคาร์บอนตกค้างสูงหลังจากการทำให้เป็นคาร์บอน ทำให้เป็นสารยึดเกาะหลักที่ใช้ในปัจจุบันสำหรับอิฐ MgO-C อย่างไรก็ตาม โครงสร้างเครือข่ายคล้ายแก้วที่เกิดขึ้นหลังจากการทำให้คาร์บอนไม่เหมาะสำหรับการต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของวัสดุทนไฟ
วัสดุดัดแปลงตามพิทช์และเรซิน หากสารยึดเกาะสามารถสร้างโครงสร้าง镶嵌 และเส้นใยคาร์บอนในแหล่งกำเนิด-หลังจากการทำให้เป็นคาร์บอน จะสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง-ของวัสดุทนไฟได้
สารต้านอนุมูลอิสระ
เพื่อปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของอิฐ MgO-C จึงมักเติมสารเติมแต่งจำนวนเล็กน้อย สารเติมแต่งทั่วไป ได้แก่ Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B₄C, BN และระบบ Al-B-C และ Al-SiC-C ที่เพิ่งรายงาน กลไกของสารเติมแต่งสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสองลักษณะ ด้านหนึ่งมาจากมุมมองทางเทอร์โมไดนามิกส์ โดยที่อุณหภูมิใช้งาน สารเติมแต่งหรือผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนจะมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับออกซิเจนมากกว่าที่คาร์บอนมี ดังนั้น จะถูกออกซิไดซ์เป็นพิเศษและปกป้องคาร์บอน อีกประการหนึ่งมาจากมุมมองจลนศาสตร์ โดยที่สารประกอบที่เกิดขึ้นจากสารเติมแต่งที่ทำปฏิกิริยากับ O₂, CO หรือคาร์บอนเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของคาร์บอน-ที่มีวัสดุทนไฟ เช่น การเพิ่มความหนาแน่น การปิดกั้นรูขุมขน และการขัดขวางการแพร่กระจายของออกซิเจนและผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา
