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结合剂与抗氧化剂

作者:admin 发布日期: 2019-11-07 二维码分享

结合剂起着连接基质和颗粒的作用,在实际生产和使用过程中,基质和结合剂系统是MgO-C两个薄弱环节。
由于MgO-C砖的原料之一石墨的特殊性,即与液体的湿润角(接触角)大,其表面很难被液体润湿的原因,制备MgO-C砖时对结合剂的要求与一般耐火材料的要求不同。生产MgO-C砖对结合剂的要求为:
(1)在室温下具有一定的黏度和流动性,并对镁砂和石墨均有良好的湿润性;
(2)结合剂在热处理过程中,能进一步缩合,使制品有较高的强度;
(3)在热处理过程中结合剂不使制品产生过大的膨胀与收缩,以避免制品开裂;
(4)F.C含量要高,同时焦化处理后的炭素聚合体有良好的高温强度;
生产MgO-C砖的结合剂种类
煤沥青、煤焦油、特殊碳质树脂、多元醇、沥青变性酚醛树脂、合成酚醛树脂等。
由于合成酚醛树脂的混练与成型性能好,在室温下可直接混练与成型,压制的砖坯强度高;热处理时可进一步缩合,能使成品强度进一步提高,并能在还原气氛下能形成牢固的碳结合,在高温下能使MgO-C砖保持较高的热态强度等优点,广泛被应用于作为生产MgO-C砖的结合剂。
沥青作为结合剂时,其固定碳含量比合成酚醛树脂要大,另外,沥青的碳化组织的石墨化度及碳化组织的氧化温度均比合成酚醛树脂的要高。(石墨化度:由无定形碳变成石墨,这个使原子排列有序化的过程称为石墨化;石墨化度是表示炭素原料的晶体结构接近理想石墨晶体尺寸程度的参数),也被较多生产厂家作为生产MgO-C砖用结合剂,但要具备相应的环境措施。
抗氧化剂
MgO-C砖的优良性能依赖于砖中碳的存在,在使用过程中碳的氧化易造成制品组织劣化,使炉渣沿着缝隙侵入砖中,蚀损MgO颗粒,降低MgO-C砖的使用寿命。因此,如何抑制碳的氧化便成为生产MgO-C砖的关键技术。
选择抗氧化剂的原则。
(1)根据热力学数据及使用条件判断可能存在的凝聚相及各气相蒸汽压的大小;
(2)比较各凝聚相与氧亲和能力的大小、与CO反应的可能性
(3)分析各种反应对砖显微结构的影响
抗氧化剂的热力学及动力学机理
在工作温度下,添加剂或添加剂与碳反应的生成物与氧的亲和力,比碳与氧的亲和力大,优先于碳被氧化,从而起到保护碳的作用。同时,添加剂与氧气、一氧化碳反应的化合物改变了碳复合耐火材料的显微结构,如增加了致密度、堵塞了气孔,阻碍氧气及反应产物的扩散。

在MgO-C中生产过程中常用的抗氧化剂为金属铝粉、硅粉、铝镁合金粉,另外还有B4C、CaB6等。


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