Gli effetti degli antiossidanti sulla resistenza all'ossidazionemattoni refrattari al carbonio e magnesiasi riflettono principalmente nei seguenti aspetti:
1. Rallentamento del tasso di ossidazione del carbonio
Durante l'utilizzo dei mattoni in carbonio e magnesio, l'ossidazione del carbonio rappresenta un grosso problema. L'aggiunta di antiossidanti può rallentare efficacemente il tasso di ossidazione del carbonio, prolungando così la durata dei mattoni in carbonio di magnesio. Questo perché gli antiossidanti possono reagire con l’ossigeno per generare ossidi o carburi corrispondenti, che possono ostruire i pori e ridurre la permeabilità dei prodotti, inibendo o rallentando così l’ossidazione del carbonio.
2. Miglioramento delle prestazioni alle alte temperature
Gli antiossidanti non solo possono rallentare l'ossidazione del carbonio, ma anche migliorare le prestazioni alle alte temperature dei mattoni in carbonio di magnesia. Ad esempio, dopo aver aggiunto antiossidanti come i metalli Al, Si, B4C, questi elementi reagiranno con l'ossigeno per generare ossidi o carburi corrispondenti e formare nuove fasi minerali ad alte temperature. Queste nuove fasi minerali possono aumentare la densità dei mattoni, migliorare la loro resistenza alle alte temperature e la resistenza all’erosione delle scorie.
3. Formare uno strato protettivo antiossidante
Dopo aver aggiunto antiossidanti ai mattoni di carbonio di magnesia, questi additivi reagiscono con l'ossigeno ad alte temperature per formare uno spesso strato protettivo antiossidante sulla superficie del mattone. Questo strato protettivo può prevenire efficacemente l'ulteriore penetrazione dell'ossigeno, proteggendo così il carbonio all'interno del mattone dall'ossidazione. Ad esempio, i mattoni refrattari al carbonio di magnesia con aggiunta di B4C genereranno fasi a basso punto di fusione come il borato di magnesio ad alte temperature. Queste fasi a basso punto di fusione formano uno strato liquido sulla superficie, potenziando ulteriormente l'effetto dello strato protettivo antiossidante.
4. Migliorare la resistenza alla corrosione
L'aggiunta di antiossidanti può anche migliorare la resistenza alla corrosione dei mattoni in carbonio e magnesia. Questo perché gli antiossidanti possono migliorare la microstruttura del corpo del mattone, rendendolo più denso e uniforme. Questa microstruttura densa e uniforme può ridurre la penetrazione e l'erosione delle scorie e dell'acciaio fuso sul corpo del mattone, migliorando così la resistenza alla corrosione del corpo del mattone.
5. Il ruolo di antiossidanti specifici
Metallo Al: la polvere di metallo Al ha una buona conduttività termica e un basso punto di fusione (659 gradi). Reagisce nel mattone per generare composti come Al4C3, AlN e Al2O3. Questi composti possono formare uno strato protettivo denso alle alte temperature, inibire l'ossidazione del carbonio e migliorare le prestazioni dei mattoni alle alte temperature.
Si metallico: il Si ha una bassa energia libera di formazione standard, una forte affinità con l'ossigeno ed è facile da combinare con l'ossigeno per formare il corrispondente ossido SiO2, inibendo così l'ossidazione del carbonio.
B4C: B4C può generare fasi a basso punto di fusione come borato di magnesio ad alte temperature. Queste fasi formano uno strato liquido sulla superficie, impedendo la penetrazione dell'ossigeno e migliorando la resistenza all'ossidazione.
Altri additivi: come Al-Mg, SiC, CaB6, ecc. sono spesso usati anche come antiossidanti per i mattoni in carbonio di magnesia. Migliorano la resistenza all'ossidazione e le prestazioni alle alte temperature dei mattoni attraverso diversi meccanismi.
VI. Esempi di applicazione
Nelle applicazioni reali, molti produttori aggiungono una quantità adeguata di antiossidanti per migliorare la resistenza all'ossidazione dei mattoni in carbonio e magnesia durante la loro produzione. Ad esempio, i mattoni di carbonio di magnesia ampiamente utilizzati nelle apparecchiature metallurgiche ad alta temperatura come convertitori, forni elettrici ad arco e siviere spesso aggiungono antiossidanti come Al, Si e B4C. L'aggiunta di questi additivi migliora significativamente la durata e la stabilità delle prestazioni dei mattoni in carbonio e magnesia.
In sintesi, gli antiossidanti hanno un effetto significativo sulla resistenza all’ossidazione dei mattoni refrattari al carbonio e magnesia. Selezionando gli antiossidanti adatti e controllandone la quantità aggiunta, è possibile migliorare efficacemente le prestazioni alle alte temperature, la resistenza alla corrosione e la durata di servizio dei mattoni in carbonio di magnesia.
