低碳镁碳质耐火材料用添加剂都有哪些？-找耐火材料网

低碳镁碳质耐火材料用添加剂都有哪些？

发布日期： 2020-04-01 14:52:02 阅读量（511）作者：刘梓明

添加剂对于低碳镁碳质耐火材料的性能同样能够产生较大的影响。早期的添加剂主要起到抗氧化作用，因此也被称为抗氧化剂。随着研究的深入，添加剂的种类和含量能显著地影响镁碳质耐火材料基质的物相组成与结构，进而影响镁碳质耐火材料的性能。一方面，添加剂与氧的亲和力大于碳，优先于碳被氧化，保护了基质中的石墨，起到抗氧化的作用。并且添加剂能在一定程度上阻止耐火材料对钢水增碳作用;另一方面，添加剂能在热处理过程中有可能演变为低维的陶瓷结合相，这对于镁碳质耐火材料的力学性能及热震稳定性都有一定程度上的提高。而且，反应生成陶瓷结合相大多数伴随着体积效应，能够降低气孔率，提高体积密度。同时，添加剂还可能促进结合剂酚醛树脂所生成无定形炭的结晶。目前，常见的添加剂分为金属、合金以及非氧化物如碳化物，氮化物以及硼化物等。

1、金属添加剂

对于金属添加剂，低碳镁碳质耐火材料中常用的金属添加剂是金属Al粉末，Si粉末以及Mg粉末。Satyananda等研究了Al粉末，Si粉末以及Mg粉末对低碳镁碳质耐火材料的影响。结果显示，金属Al粉在镁碳质耐火材料内部生成了碳化铝以及尖晶石相进而对材料的常温力学性能，高温力学性能以及抗侵蚀性的提升要优于其他两种金属抗氧化剂。对于抗氧化剂的金属Si，在镁碳质耐火材料基质中原位形成了SiC并在使用过程中反应生成了SiO等气体，气体向外扩散至脱碳层被氧化成SiO2形成高黏度的液相保护层，堵塞了气孔的同时促进了脱碳层的烧结，起到了保护层的作用。采用金属Si作为抗氧化剂，其氧化产物SiO2可与MgO经原位反应生成镁橄榄石，起到类似如上所述的保护作用。金属Mg粉作为抗氧化剂直接加入到基质能形成MgO颗粒以及MgO晶须，从而增强增韧MgO-C耐火材料。由此可知，不同种类的金属抗氧化剂具有不同的抗氧化机理。

（金属硅）

2、合金添加剂

单一金属添加剂对于镁碳质耐火材料的性能提升具有局限性，在实际生产中往往需要多种添加剂复合使用来满足生产需要。Liu等以Mg-Al合金作为抗氧化剂加入低碳镁碳质耐火材料中，发现在材料内部形成了MgO晶须和镁半碳化物。Mg-Al合金中Al在气氛中与CO反应来降低气孔中CO的分压，促使MgO致密层的生成。同时，当渣与原质层接触时，渣中的Fe2O3与原质层反应生成MgFe2O4，因此生成致密MgO对材料的抗渣性能有一定程度的提高。

3、非氧化物添加剂

非氧化物添加剂主要包括碳化物，硼化物，氮化物等。加入硼化物的机理与上述相似，在镁碳质耐火材料中加入硼化物形成Mg3B2O6致密层，在高温下生成液相可以阻止氧的进一步扩散。在镁碳质耐火材料中加入碳化硅作为抗氧化剂类似于添加金属Si粉。不同抗氧化剂对镁碳质耐火材料各方面性能都有所提升，可以根据其工作条件添加上述抗氧化剂的一种或多种来满足生产过程中对镁碳质耐火材料的要求。