MgO-C tuğlalarının üretim süreci
MgO-C tuğlalarının ana hammaddeleri arasında erimiş magnezya veya sinterlenmiş magnezya, pul grafit, organik bağlayıcılar ve antioksidanlar bulunur.
Magnezya
Magnezya, MgO-C tuğlalarının üretimi için birincil hammaddedir ve erimiş magnezya ve sinterlenmiş magnezya formlarında mevcuttur. Sinterlenmiş manyezit ile karşılaştırıldığında, erimiş magnezyanın daha büyük periklaz kristal taneleri ve daha yüksek kütle yoğunluğu gibi avantajları vardır, bu da onu MgO-C tuğla üretimi için tercih edilen hammadde haline getirir. Sıradan magnezya-bazlı refrakterlerin üretimi için, magnezya hammaddelerine yönelik temel gereksinimler yüksek-sıcaklık mukavemeti ve korozyon direncidir, dolayısıyla magnezyanın saflığına ve kimyasal bileşimindeki C/S oranına ve B₂O₃ içeriğine vurgu yapılır. Metalurji endüstrisinin gelişmesi ve giderek sertleşen eritme koşullarıyla birlikte, metalurji ekipmanlarına (konvertörler, elektrikli fırınlar, potalar vb.) yönelik MgO-C tuğlalarında kullanılan manyezit, yalnızca belirli kimyasal bileşim değil, aynı zamanda mikro yapı açısından yüksek yoğunluk ve büyük kristalit boyutu gerektirir.
Magnezya karbon tuğlasının üretim süreciKarbon Kaynağı
İster geleneksel MgO-C tuğlalarında ister yaygın olarak kullanılan düşük-karbonlu MgO-C tuğlalarında olsun, pul grafit öncelikle karbon kaynağı olarak kullanılır. Grafit, temel olarak mükemmel fiziksel özelliklerinden dolayı MgO-C tuğlaları için önemli bir hammaddedir: ① cürufla-ıslanmama; ② yüksek ısı iletkenliği; ③ düşük termal genleşme. Ayrıca grafit yüksek sıcaklıklarda refrakterlerle ötektik erimeye uğramaz ve yüksek refrakterliğe sahiptir. Grafitin saflığı MgO-C tuğlalarının performansını önemli ölçüde etkiler; genellikle %95'in üzerinde, tercihen %98'in üzerinde karbon içeriğine sahip grafit gereklidir.
Magnezya-karbon tuğlalarının üretiminde grafitin yanı sıra karbon siyahı da yaygın olarak kullanılır. Karbon siyahı, hidrokarbon bileşiklerinin termal ayrışması veya eksik yanması sonucu üretilen oldukça dağılmış siyah toz halinde karbonlu bir malzemedir. İnce parçacıklara (1 μm'den az), geniş spesifik yüzey alanına, %90-99 karbon içeriğine, yüksek saflığa, yüksek elektrik direncine, yüksek termal stabiliteye ve nispeten düşük termal iletkenliğe sahiptir ve -grafitleşmeyen karbon kategorisine aittir. Karbon siyahının eklenmesi, MgO-C tuğlalarının dağılma direncini etkili bir şekilde iyileştirebilir, artık karbon içeriğini artırabilir ve tuğla yoğunluğunu artırabilir.
Bağlayıcı
MgO-C tuğla üretiminde kullanılan yaygın bağlayıcılar arasında kömür katranı, kömür katranı zifti, petrol zifti, ayrıca özel karbonlu reçineler, polioller, zift-modifiye fenolik reçineler, sentetik reçineler vb. yer alır. Kullanılan bağlayıcılar aşağıdaki türlere göre sınıflandırılabilir:
Satış konuşmasına- dayalı materyaller. Kömür katranı zifti, grafit ve manyezit ile güçlü afinitesi, karbonizasyon sonrası yüksek artık karbon oranı ve düşük maliyeti gibi avantajları olan termoplastik bir malzemedir; geçmişte yaygın olarak kullanılıyordu. Ancak kömür katranı zifti kanserojen aromatik hidrokarbonlar, özellikle de yüksek düzeyde benzopiren içerir. Artan çevre bilinci nedeniyle kömür katranı ziftinin kullanımı artık azalmaktadır.
Reçine{0}}bazlı malzemeler. Sentetik reçine fenol ve formaldehitin reaksiyonuyla üretilir. Oda sıcaklığında refrakter parçacıklarla iyice karıştırılabilir ve karbonizasyondan sonra yüksek artık karbon oranına sahiptir, bu da onu şu anda MgO-C tuğlaları için kullanılan ana bağlayıcı yapar. Ancak karbonizasyon sonrası oluşan camsı ağ yapısı, refrakter malzemenin termal şok direnci ve oksidasyon direnci için ideal değildir.
Zift ve reçineye dayalı modifiye malzemeler. Bağlayıcı, karbonizasyondan sonra-bir yapı ve yerinde karbon fiberler oluşturabilirse, refrakter malzemenin yüksek-sıcaklık performansını iyileştirebilir.
Antioksidanlar
MgO-C tuğlalarının oksidasyon direncini arttırmak için sıklıkla küçük miktarlarda katkı maddeleri eklenir. Yaygın katkı maddeleri arasında Si, Al, Mg, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Ca, Si-Mg-Ca, SiC, B₄C, BN ve daha yakın zamanda bildirilen Al-B-C ve Al{10}}SiC-C sistemleri bulunur. Katkı maddelerinin mekanizması kabaca iki yöne ayrılabilir: birincisi, çalışma sıcaklıklarında katkı maddelerinin veya bunların karbonla reaksiyon ürünlerinin oksijene karbondan daha fazla afiniteye sahip olduğu, dolayısıyla tercihen oksitlendiği ve karbonu koruduğu termodinamik perspektiftendir; diğeri ise, O₂, CO veya karbon ile reaksiyona giren katkı maddelerinin oluşturduğu bileşiklerin, yoğunluğu artırmak, gözenekleri tıkamak ve oksijen ve reaksiyon ürünlerinin difüzyonunu engellemek gibi, karbon- içeren refrakter malzemenin mikro yapısını değiştirdiği kinetik perspektiftendir.
