Magnesia Carbon Brickείναι ένα σύνθετο υλικό άμμου μαγνησίας και άνθρακα, μεταξύ του οποίου ο γραφίτης είναι το κλειδί για την αναστολή της διείσδυσης της σκωρίας και της αντοχής στη διάβρωση, ενώ ο άνθρακας ρητίνης κατασκευάζει τη δομική αντοχή του τούβλου άνθρακα μαγνησίτη. Αλλά τόσο ο άνθρακας ρητίνης όσο και ο γραφίτης έχουν τη μεγαλύτερη αδυναμία της εύκολης οξειδωμένης.
Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι οξείδωσης άνθρακα σε τούβλα άνθρακα MgO. Το ένα είναι η οξείδωση του άνθρακα από τα συστατικά της αέρια φάσης και το άλλο είναι η οξείδωση των οξειδωμένων συστατικών σε σκωρία ή χάλυβα. Τα οξειδωμένα συστατικά σε σκωρία ή χάλυβα είναι κυρίως (Fexo) και [o], κλπ. Αυτή η οξείδωση εμφανίζεται με τη διείσδυση της αντίστοιχης υγρής φάσης στο τούβλο άνθρακα μαγνησίου, όπως φαίνεται στον τύπο (1) και στον τύπο (2):
FEXO+C → FE+CO (1)
MNO+C → MN+CO (2)
Τα αντιοξειδωτικά χρησιμοποιούνται για την πρόληψη της οξείδωσης του γραφίτη με αέρια φάση και υγρή φάση. Επί του παρόντος, τα αντιοξειδωτικά που χρησιμοποιούνται σε τούβλα άνθρακα Magnesia είναι κυρίως μεταλλικά και μη μέταλλα. Τα μεταλλικά αντιοξειδωτικά περιλαμβάνουν κυρίως AL, SI, Al-Mg κ.λπ., ενώ τα μη μέταλλα αντιοξειδωτικά περιλαμβάνουν κυρίως B4C, ZRB2, SIC κ.λπ.
Μεταξύ των μεταλλικών αντιοξειδωτικών, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο είναι η μεταλλική σκόνη AL, η οποία αντιδρά πρώτα με άνθρακα σε υψηλή θερμοκρασία για να σχηματίσει AL4C3 και το AL4C3 αντιδρά με CO (G) και τα παρόμοια. Ο συγκεκριμένος μηχανισμός δράσης έχει ως εξής:
4AL +3 c=al4c3 (3)
2AL +3 CO=al2o 3+3 c (4)
Al4c 3+6 co =2 al2o 3+9 c (5)
Al2o 3+ mgO=mgO · al2O3 (6)
Καθώς το Metal AL ή το AL4C3 συμμετέχει στην αντίδραση, η μερική πίεση οξυγόνου στο τούβλο μειώνεται, και ο γραφίτης και τα παρόμοια προστατεύονται. Ο μηχανισμός κατά της οξείδωσης του μεταλλικού Si είναι παρόμοιος.
Η επίδραση κατά της οξείδωσης του Metal AL είναι σχετικά καλή, η οποία προέρχεται κυρίως από δύο σημεία. Πρώτον, η μείωση της μερικής πίεσης οξυγόνου σε τούβλα άνθρακα μαγνησίου με τον τύπο (3) ~ (4). Δεύτερον, η επίδραση επέκτασης του όγκου της αντίδρασης της φόρμουλας (6) καθιστά τη δομή των τούβλων άνθρακα μαγνησίου πυκνή. Ταυτόχρονα, οι εξισώσεις (3) και (6) επιτυγχάνουν επίσης την αντοχή στην κάμψη υψηλής θερμοκρασίας των τούβλων MGO-C, γι 'αυτό τα περισσότερα τούβλα MGO-C χρησιμοποιούν μεταλλική σκόνη AL ως αντιοξειδωτικό. Ωστόσο, δεδομένου ότι η εξίσωση αντίδρασης (3) συνοδεύεται από ένα μεγάλο αποτέλεσμα όγκου, η ποσότητα μεταλλικού AL που προστίθεται στα τούβλα άνθρακα Magnesia είναι γενικά μικρότερη από 3%. Η επίδραση του όγκου του μεταλλικού SI στη διαδικασία κατά της οξείδωσης είναι σχετικά μικρή, αλλά το Metal Si παράγει M2S (2MgO · SiO2) λόγω της οξείδωσης του SiO2, η οποία μειώνει την απόδοση του υλικού υψηλής θερμοκρασίας.
Εκτός από την αντίδραση με άνθρακα για τη δημιουργία SIC, η μεταλλική σκόνη Si μπορεί επίσης να σχηματίσει ινώδεις SIC που μοιάζουν με μούχλα για να ενισχύσουν τη δύναμη. Επομένως, ως αντιοξειδωτικό για τα τούβλα MgO-C, η μεταλλική σκόνη AL και η σκόνη Si χρησιμοποιούνται γενικά σε συνδυασμό. Κατά το σχεδιασμό μιας νέας γραμμής σκωρίας MGO-C, η μεταλλική σκόνη AL και η σκόνη SI προστίθενται ως αντιοξειδωτικά και η διάρκεια ζωής τους είναι μεγαλύτερη από αυτή της αρχικής παραδοσιακής γραμμής Slag Line Mgo-C. Από την άποψη της μικροδομής, παρατηρούνται και συζητούνται τα MGO-C με πρόσθετα AL, SI κ.λπ. και ο μηχανισμός κατά της οξείδωσης αναλύεται σε συνδυασμό με τη θερμοδυναμική.
Όσον αφορά άλλα μεταλλικά αντιοξειδωτικά, χρησιμοποιούνται συνήθως τα κράματα Mg-Al. Ο Zhang Jin και ο Zhu Boquan πρόσθεσαν σκόνη κράματος Mg-Al ως αντιοξειδωτικό σε τούβλα άνθρακα με χαμηλό άνθρακα. Ο μηχανισμός δράσης του κράματος Mg-Al είναι παρόμοιος με αυτόν του AL και η MG επιταχύνει επίσης τον σχηματισμό στρώματος δευτερογενούς περικλάσματος, βελτιώνοντας σημαντικά την αντοχή στην οξείδωση των τούβλων άνθρακα μαγνησίου.
Σε σύγκριση με τα μεταλλικά αντιοξειδωτικά, τα μη μέταλλα αντιοξειδωτικά έχουν μελετηθεί πιο τα τελευταία χρόνια και έχουν επίσης δείξει πολύ καλές αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Τα μη μεταλλικά αντιοξειδωτικά περιλαμβάνουν κυρίως B4C, ZRB2, MGB2, TIN, SIC κ.λπ., αλλά σε σύγκριση με άλλα αντιοξειδωτικά, η επίδραση του SIC είναι σχετικά φτωχή. Τα μη μεταλλικά αντιοξειδωτικά (λαμβάνοντας B4C και ZRB2 ως παραδείγματα) θα υποβληθούν στις ακόλουθες αντιδράσεις σε τούβλα άνθρακα μαγνησίου:
B4C +6 co =2 b2o 3+7 c (7)
Zrb 2+5 co=zro 2+ b2o 3+5 c (8)
Το B2O3 που παράγεται από την αντίδραση θα αντιδράσει με το MGO και άλλους για να σχηματίσει ένα στρώμα αποκλεισμού, εμποδίζοντας έτσι τη συνεχιζόμενη οξείδωση των τούβλων άνθρακα μαγνησίου.
Με τη μέτρηση της λειτουργικής σχέσης μεταξύ της απώλειας μάζας άνθρακα και της θερμοκρασίας (13 0 0 και 1500 βαθμών) και του χρόνου (2, 4 και 6H), συγκρίθηκε η αντίσταση οξείδωσης των ανθεκτικών δειγμάτων MgO-C με αντιοξειδωτικά 0, 1% και 3% (AL, SI, SIC και B4C). Πιστεύεται ότι το B4C είναι το πιο αποτελεσματικό αντιοξειδωτικό σε 1300 βαθμούς και 1500 βαθμούς, ειδικά σε 1500 βαθμούς, το αποτέλεσμα είναι πολύ καλύτερο από τα άλλα τρία, επειδή σχηματίζεται ένα αδιαπέραστο και πυκνό στρώμα Mg3B2O6 στην επιφάνεια του τούβλου. Παρόλο που το SIC μπορεί επίσης να βελτιώσει την αντοχή στην οξείδωση των τούβλων άνθρακα Magnesia, το αποτέλεσμα είναι χειρότερο σε σύγκριση. Οι πειραματικές μέθοδοι όπως η θερμοβαρυμετρική ανάλυση και η περίθλαση ακτίνων Χ επιβεβαίωσαν ότι η Β4C οξειδώθηκε κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πυροδότησης κάτω από 1000 βαθμούς για να ληφθεί 3MGO · B2O3 που είναι σταθερή σε υψηλή θερμοκρασία.
Το MGB2 και άλλα αντιοξειδωτικά χρησιμοποιήθηκαν σε ανθεκτικά σε μαγνήτη υλικά άνθρακα. Ήταν ασβεστοποιημένοι σε ατμόσφαιρα άνθρακα και ατμόσφαιρες αέρα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το αντιοξειδωτικό αποτέλεσμα ήταν κατώτερο από το B4C και καλύτερο από τη σκόνη AL και τη σκόνη SI. Επισημάνθηκε ότι το λογικό κλάσμα μάζας προσθήκης του MGB2 σε υλικά ανθεκτικά άνθρακα Magnesia ήταν περίπου 3%. Δύο δείγματα από τούβλα MGO-C χωρίς πρόσθετα και με 2% κασσίτερο που περιέχει άνθρακα παρασκευάστηκαν. Τα αποτελέσματα της δοκιμής ανθεκτικότητας στη διάβρωση της σκωρίας έδειξαν ότι η αντίσταση στη διάβρωση της σκωρίας του δείγματος με κασσίτερο ήταν σημαντικά καλύτερη από αυτή του δείγματος χωρίς πρόσθετα. Ο κύριος λόγος για τον οποίο ο κασσίτερος βελτιώνει την αντίσταση στη διάβρωση της σκωρίας των τούβλων του μαγνησιτικού είναι ότι το προϊόν οξείδωσης TiO2 του κασσίτερου στο στρώμα αντίδρασης αντιδρά με Cao στη σκωρία για να σχηματίσει Catio3 με σημείο τήξης 197 {17}} βαθμός. Το TiO2 που σχηματίζεται με οξείδωση του κασσίτερου στο αποκαρυγμένο στρώμα αντιδρά με C, CaO και MgO για να σχηματίσουν Catio3 και 2MGO. Το στερεό διάλυμα TiO2, TIC, Ti (C, N), κλπ. Είναι όλα τα υψηλά ορυκτά σημεία ορυκτών σημείων, οι οποίες αυξάνουν το ιξώδες της σκωρίας και μειώνουν τη διείσδυση της σκωρίας, βελτιώνοντας έτσι την αντίσταση στη διάβρωση της σκωρίας των τούβλων άνθρακα μαγνησίου. Επιπλέον, όταν το κασσίτερο (κλάσμα μάζας, 2%), η σκόνη αλουμινίου (κλάσμα μάζας, 1%) και το B4C (κλάσμα μάζας, 0,5%) χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό, η αντοχή στην κάμψη υψηλής θερμοκρασίας, η αντοχή στην οξείδωση και η αντοχή στη διάβρωση της σκωρίας των τούβλων MGO-C βελτιώνονται σημαντικά.
