Ефектите на антиоксидантите върху устойчивостта на окисляване намагнезиеви въглеродни огнеупорни тухлисе отразяват главно в следните аспекти:
1. Забавяне на скоростта на окисление на въглерода
По време на използването на магнезиеви въглеродни тухли, окисляването на въглерода е основен проблем. Добавянето на антиоксиданти може ефективно да забави скоростта на окисление на въглерода, като по този начин удължи експлоатационния живот на магнезиевите въглеродни тухли. Това е така, защото антиоксидантите могат да реагират с кислорода, за да генерират съответните оксиди или карбиди, които могат да блокират порите и да намалят пропускливостта на продуктите, като по този начин инхибират или забавят окисляването на въглерода.
2. Подобряване на производителността при висока температура
Антиоксидантите могат не само да забавят окисляването на въглерода, но и да подобрят високотемпературните характеристики на магнезиевите въглеродни тухли. Например, след добавяне на антиоксиданти като метал Al, Si, B4C, тези елементи ще реагират с кислорода, за да генерират съответните оксиди или карбиди и да образуват нови минерални фази при високи температури. Тези нови минерални фази могат да увеличат плътността на тухлите, да подобрят тяхната якост при висока температура и устойчивост на ерозия на шлаката.
3. Образуване на антиоксидантен защитен слой
След добавяне на антиоксиданти към магнезиевите въглеродни тухли, тези добавки ще реагират с кислорода при високи температури, за да образуват плътен антиоксидантен защитен слой върху повърхността на тухлата. Този защитен слой може ефективно да предотврати по-нататъшното проникване на кислород, като по този начин предпазва въглерода вътре в тухлата от окисляване. Например магнезиево-въглеродни огнеупорни тухли с добавен B4C ще генерират фази с ниска точка на топене като магнезиев борат при високи температури. Тези фази с ниска точка на топене образуват течен слой на повърхността, като допълнително засилват ефекта на антиоксидантния защитен слой.
4. Подобряване на устойчивостта на корозия
Добавянето на антиоксиданти може също да подобри устойчивостта на корозия на магнезиевите въглеродни тухли. Това е така, защото антиоксидантите могат да подобрят микроструктурата на тухленото тяло, правейки го по-плътно и еднородно. Тази плътна и равномерна микроструктура може да намали проникването и ерозията на шлаката и разтопената стомана върху тухленото тяло, като по този начин подобрява устойчивостта на корозия на тухленото тяло.
5. Ролята на специфичните антиоксиданти
Метален Al: Металният Al прах има добра топлопроводимост и ниска точка на топене (659 градуса). Той реагира в тухлата, за да генерира съединения като Al4C3, AlN и Al2O3. Тези съединения могат да образуват плътен защитен слой при високи температури, да инхибират въглеродното окисление и да подобрят високотемпературните характеристики на тухлите.
Метален Si: Si има ниско стандартно образуване на свободна енергия, силен афинитет към кислорода и лесно се свързва с кислорода, за да образува съответния оксид SiO2, като по този начин инхибира въглеродното окисление.
B4C: B4C може да генерира фази с ниска точка на топене като магнезиев борат при високи температури. Тези фази образуват течен слой на повърхността, предотвратявайки проникването на кислород и подобрявайки устойчивостта на окисление.
Други добавки: като Al-Mg, SiC, CaB6 и т.н. също често се използват като антиоксиданти за магнезиеви въглеродни тухли. Те подобряват устойчивостта на окисление и високата температура на тухлите чрез различни механизми.
VI. Примери за приложение
В реални приложения много производители добавят подходящо количество антиоксиданти, за да подобрят устойчивостта на окисление на магнезиевите въглеродни тухли, когато ги произвеждат. Например магнезиевите въглеродни тухли, широко използвани във високотемпературно металургично оборудване като конвертори, електродъгови пещи и черпаци, често добавят антиоксиданти като Al, Si и B4C. Добавянето на тези добавки значително подобрява експлоатационния живот и стабилността на работата на магнезиевите въглеродни тухли.
В обобщение, антиоксидантите имат значителен ефект върху устойчивостта на окисляване на огнеупорните тухли от магнезиев въглерод. Чрез избор на подходящи антиоксиданти и контролиране на количеството им на добавяне, ефективността при висока температура, устойчивостта на корозия и експлоатационния живот на магнезиевите въглеродни тухли могат да бъдат ефективно подобрени.
