Učinci antioksidansa na otpornost na oksidacijumagnezitno-ugljične vatrostalne opekeuglavnom se ogledaju u sljedećim aspektima:
1. Usporavanje brzine oksidacije ugljika
Tijekom uporabe magnezijskih karbonskih opeka, oksidacija ugljika je veliki problem. Dodavanje antioksidansa može učinkovito usporiti brzinu oksidacije ugljika, čime se produljuje životni vijek magnezijskih karbonskih opeka. To je zato što antioksidansi mogu reagirati s kisikom i stvoriti odgovarajuće okside ili karbide, koji mogu blokirati pore i smanjiti propusnost proizvoda, čime inhibiraju ili usporavaju oksidaciju ugljika.
2. Poboljšanje performansi pri visokim temperaturama
Antioksidansi ne samo da mogu usporiti oksidaciju ugljika, već i poboljšati performanse magnezitnih karbonskih opeka na visokim temperaturama. Na primjer, nakon dodavanja antioksidansa kao što su metal Al, Si, B4C, ti će elementi reagirati s kisikom stvarajući odgovarajuće okside ili karbide, te formirati nove mineralne faze na visokim temperaturama. Ove nove mineralne faze mogu povećati gustoću opeke, poboljšati njihovu otpornost na visoke temperature i otpornost na eroziju troske.
3. Stvaranje antioksidativnog zaštitnog sloja
Nakon dodavanja antioksidansa magnezitnim ugljičnim opekama, ti će aditivi reagirati s kisikom na visokim temperaturama i stvoriti gusti antioksidativni zaštitni sloj na površini opeke. Ovaj zaštitni sloj može učinkovito spriječiti daljnji prodor kisika, čime štiti ugljik unutar opeke od oksidacije. Na primjer, vatrostalne opeke od magnezijevog ugljika s dodatkom B4C stvarat će faze s niskim talištem kao što je magnezijev borat na visokim temperaturama. Ove faze s niskim talištem stvaraju tekući sloj na površini, dodatno pojačavajući učinak antioksidativnog zaštitnog sloja.
4. Poboljšanje otpornosti na koroziju
Dodatak antioksidansa također može poboljšati otpornost na koroziju magnezitnih karbonskih opeka. To je zato što antioksidansi mogu poboljšati mikrostrukturu tijela opeke, čineći ga gušćim i ujednačenijim. Ova gusta i ujednačena mikrostruktura može smanjiti prodiranje i eroziju troske i rastaljenog čelika na tijelu opeke, čime se poboljšava otpornost tijela opeke na koroziju.
5. Uloga specifičnih antioksidansa
Metal Al: Metal Al prah ima dobru toplinsku vodljivost i nisko talište (659 stupnjeva). Reagira u cigli stvarajući spojeve kao što su Al4C3, AlN i Al2O3. Ovi spojevi mogu stvoriti gusti zaštitni sloj na visokim temperaturama, spriječiti oksidaciju ugljika i poboljšati učinkovitost opeke na visokim temperaturama.
Metalni silicij: Silicij ima nisku standardnu slobodnu energiju stvaranja, snažan afinitet s kisikom i lako se spaja s kisikom u odgovarajući oksid SiO2, čime se inhibira oksidacija ugljika.
B4C: B4C može generirati faze niskog tališta kao što je magnezijev borat na visokim temperaturama. Ove faze stvaraju tekući sloj na površini, sprječavajući prodiranje kisika i poboljšavajući otpornost na oksidaciju.
Ostali aditivi: kao što su Al-Mg, SiC, CaB6, itd. također se često koriste kao antioksidansi za magnezitne ugljične opeke. Oni poboljšavaju otpornost na oksidaciju i performanse opeke na visokim temperaturama kroz različite mehanizme.
VI. Primjeri primjene
U stvarnim primjenama, mnogi proizvođači dodaju odgovarajuću količinu antioksidansa kako bi poboljšali otpornost na oksidaciju magnezitnih ugljičnih opeka prilikom njihove proizvodnje. Na primjer, magnezitno-ugljične opeke koje se široko koriste u visokotemperaturnoj metalurškoj opremi kao što su pretvarači, elektrolučne peći i lonci često dodaju antioksidanse kao što su Al, Si i B4C. Dodatak ovih aditiva značajno poboljšava radni vijek i stabilnost performansi magnezitnih karbonskih opeka.
Ukratko, antioksidansi imaju značajan učinak na oksidacijsku otpornost vatrostalnih opeka od magnezij-karbona. Odabirom prikladnih antioksidansa i kontroliranjem njihove količine dodatka, performanse pri visokim temperaturama, otpornost na koroziju i životni vijek magnezitnih karbonskih opeka mogu se učinkovito poboljšati.
