मैग्नीशियम कार्बन ईंटों के एंटी-ऑक्सीकरण गुणों का गहन विश्लेषण

मैग्नेशिया कार्बन ईंट मैग्नेशिया रेत और कार्बन की एक समग्र सामग्री है, जिसमें ग्रेफाइट स्लैग पैठ और कटाव प्रतिरोध को बाधित करने की कुंजी है, जबकि राल कार्बन मैग्नेशिया कार्बन ईंट की संरचनात्मक शक्ति का निर्माण करता है; हालांकि, कोई फर्क नहीं पड़ता कि राल कार्बन या ग्रेफाइट, इसकी सबसे बड़ी कमजोरी ऑक्सीकरण करना आसान है। इसलिए, एंटीऑक्सिडेंट मैग्नीशियम कार्बन ईंटों की उपस्थिति के बाद हॉटस्पॉट और अनुसंधान का ध्यान केंद्रित किया गया है।

मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों में कार्बन को ऑक्सीकरण करने के दो मुख्य तरीके हैं, एक गैस-चरण घटकों द्वारा कार्बन का ऑक्सीकरण है, और दूसरा स्लैग या स्टील में ऑक्सीकृत घटकों का ऑक्सीकरण है। स्लैग या स्टील में ऑक्सीकृत घटक मुख्य रूप से हैं (Fe)_xओ) और [ओ], आदि; यह ऑक्सीकरण मैग्नीशियम-कार्बन ईंट में संबंधित तरल चरण की घुसपैठ के साथ होता है, जैसा कि Eqs में दिखाया गया है। (1) और (2): स्लैग या स्टील के गैस-चरण घटकों द्वारा मैग्नीशियम-कार्बन ईंट में कार्बन का ऑक्सीकरण मुख्य रूप से स्लैग या स्टील में ऑक्सीकृत घटकों द्वारा होता है, जैसे_xओ) और [ओ]।

फ़े_xO+C → FE+CO (1)

MNO+C → MN+CO (2)

एंटीऑक्सिडेंट गैस और तरल चरणों में ग्रेफाइट के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए है। वर्तमान में मैग्नीशियम कार्बन ईंटों में उपयोग किया जाता है एंटीऑक्सिडेंट मुख्य रूप से धातु और गैर-धातु हैं। मेटालिक एंटीऑक्सिडेंट में मुख्य रूप से अल, एसआई, अल-एमजी, आदि शामिल हैं, जबकि गैर-मेटैलिक वाले मुख्य रूप से बी शामिल हैं₄सी, जेडआरबी₂, एसआईसी, आदि।

सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला धातु एंटीऑक्सिडेंट धातु अल पाउडर है, जो पहले अल उत्पन्न करने के लिए कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है₄C₃उच्च तापमान पर, और अल₄C₃CO (g), आदि के साथ प्रतिक्रिया करता है। विशिष्ट तंत्र इस प्रकार है:

4al +3 c=al₄C₃ (3)

2al +3 CO=al₂O₃+3C(4)

एएल₄C₃+6 CO =2 al₂O₃+9C (5)

एएल₂O₃+Mgo=mgo · al₂O₃(6)

धातु अल या अल की भागीदारी के साथ₄C₃प्रतिक्रिया में, ईंट में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कम हो जाता है और ग्रेफाइट, उदाहरण के लिए, संरक्षित है। धातु एसआई के ऑक्सीकरण संरक्षण का तंत्र समान है।

धातु एएल का एंटीऑक्सिडेंट प्रभाव बेहतर है, जो मुख्य रूप से दो स्रोतों से आता है, एक, ईक्यू द्वारा मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों में ऑक्सीजन आंशिक दबाव में कमी। (३) ~ (४); और दो, ईक का वॉल्यूम विस्तार प्रभाव। (6) प्रतिक्रिया, जो मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों की संरचना को घनी बनाती है। और एक ही समय में, Eq। (३) और ईक। (6) मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों की उच्च उच्च तापमान वाली फ्लेक्सुरल ताकत को भी पूरा करता है, यही कारण है कि मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों में से अधिकांश धातु एएल पाउडर को एंटीऑक्सिडेंट के रूप में अपनाते हैं; हालाँकि, क्योंकि प्रतिक्रिया Eq। (3) एक बड़े वॉल्यूमेट्रिक प्रभाव के साथ होता है, मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों में जोड़ा गया धातु अल की मात्रा आमतौर पर 3%से कम होती है। एंटीऑक्सिडेंट प्रक्रिया में धातु एसआई का आयतन प्रभाव अपेक्षाकृत छोटा है, लेकिन धातु एसआई एम की पीढ़ी के कारण सामग्री के उच्च तापमान प्रदर्शन को कम करता है₂S (2mgo · sio₂) और इतने पर SIO से₂ऑक्सीकरण द्वारा उत्पन्न।

मेटल एसआई पाउडर एसआईसी उत्पन्न करने के लिए कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करने के अलावा, लेकिन यह भी व्हिस्कर्स लोडेड एसआईसी फाइबर बना सकता है, इस प्रकार ताकत को बढ़ाता है, इसलिए, मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों के एंटीऑक्सिडेंट के रूप में, आम तौर पर मेटल अल पाउडर और सी पाउडर कम्पोजिट होते हैं। नए स्लैग लाइन मैग्नीशियम कार्बन ईंटों के डिजाइन में क्रमशः एंटीऑक्सिडेंट के रूप में धातु एएल पाउडर और सी पाउडर को जोड़ा गया, इसकी सेवा जीवन मूल पारंपरिक स्लैग लाइन मैग्नीशियम कार्बन ईंटों से अधिक है। एंटी-ऑक्सीकरण तंत्र के थर्मोडायनामिक विश्लेषण के साथ, और चर्चा करने और चर्चा करने के लिए अल, एसआई और अन्य मैग्नीशियम कार्बन ईंटों को जोड़ने के माइक्रोस्ट्रक्चरल दृष्टिकोण से।

अन्य धातु-आधारित एंटीऑक्सिडेंट के बारे में, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एमजी-एएल मिश्र और इतने पर होते हैं। झांग जिन और झू बोक्वान ने कम कार्बन मैग्नीशियम कार्बन ईंटों में एंटीऑक्सिडेंट के रूप में एमजी-अल मिश्र धातु पाउडर जोड़ा, एमजी-अल मिश्र धातु की कार्रवाई का तंत्र एएल के समान है, जबकि एमजी सेकेंडरी मैग्नेसाइट परत के गठन को भी तेज करता है, जो मैग्नीशियम कार्बन ब्रिक के एंटीऑक्सिडेंट संपत्ति में काफी सुधार करता है।

धातु एंटीऑक्सिडेंट की तुलना में, गैर-मेटैलिक एंटीऑक्सिडेंट का हाल के वर्षों में अधिक अध्ययन किया गया है, और बहुत अच्छा एंटीऑक्सिडेंट प्रदर्शन भी दिखाता है। गैर-मेटालिक एंटीऑक्सिडेंट मुख्य रूप से बी शामिल हैं₄सी, जेडआरबी₂, एमजीबी₂, टिन, एसआईसी आदि, हालांकि, अन्य एंटीऑक्सिडेंट की तुलना में, एसआईसी का प्रभाव अपेक्षाकृत खराब है। गैर-धातु एंटीऑक्सिडेंट (बी)₄सी और जेडआरबी₂उदाहरण के लिए) मैग्नीशियम कार्बन ईंटों में निम्नलिखित प्रतिक्रिया में होगा:

B₄C +6 CO =2 b₂O₃+7C (7)

जेनर₂+5 CO=ZRO₂+B₂O₃+5C (8)

बी₂O₃प्रतिक्रिया द्वारा उत्पन्न एक अवरुद्ध परत उत्पन्न करने के लिए MGO, आदि के साथ प्रतिक्रिया करेगा, जो बदले में मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों के निरंतर ऑक्सीकरण को रोकता है।

0, 1% और 3% बड़े पैमाने पर एंटीऑक्सिडेंट (AL, SI, SIC और B के जोड़ के साथ MGO-C दुर्दम्य नमूनों का ऑक्सीकरण प्रतिरोध (AL, SI, SIC और B₄ग) की तुलना तापमान (1300 और 1500 डिग्री) और समय (2, 4 और 6 घंटे) के एक समारोह के रूप में कार्बन द्रव्यमान के नुकसान का निर्धारण करके की गई थी, और यह निष्कर्ष निकाला गया कि बी₄C 1300 डिग्री और 1500 डिग्री पर सबसे प्रभावी एंटीऑक्सिडेंट था, और विशेष रूप से प्रभाव में 1500 डिग्री पर अन्य तीन की तुलना में बहुत बेहतर था, जिसे एक अभेद्य और घने एमजी के गठन के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था₃B₂O₆ईंट की सतह पर परत। एसआईसी, हालांकि यह एमजीओ-सी ईंटों के ऑक्सीकरण प्रतिरोध में भी सुधार कर सकता है, तुलना में कम प्रभावी था। थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण और एक्स-रे विवर्तन जैसे प्रायोगिक तरीकों का उपयोग यह पुष्टि करने के लिए किया गया था कि बी का ऑक्सीकरण₄C 1000 डिग्री से कम तापमान पर फायरिंग प्रक्रिया के दौरान होता है, जिसके परिणामस्वरूप 3mgo-B में होता है₂O₃यह उच्च तापमान पर स्थिर है।

MGB का आवेदन₂और अन्य एंटीऑक्सिडेंट के रूप में मैग्नीशियम कार्बन अपवर्तक के लिए, क्रमशः दफन कार्बन और वायु वातावरण के तहत कैलक्लाइंड, ने दिखाया कि एंटीऑक्सिडेंट प्रभाव बी 4 सी के लिए दूसरे और अल और एसआई पाउडर से बेहतर था, और यह बताया गया कि एमजीबी का उचित जोड़ द्रव्यमान अंश था।₂मैग्नीशियम कार्बन अपवर्तक में लगभग 3%था। एडिटिव्स के बिना मैग्नीशियम-कार्बन ईंट नमूनों के दो प्रकार और कार्बन युक्त टिन के 2% के साथ तैयार किए गए थे। स्लैग कटाव परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि टिन के साथ नमूना का स्लैग कटाव प्रतिरोध एडिटिव्स के बिना नमूने की तुलना में काफी बेहतर है। टिन के लिए मुख्य कारण मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों के स्लैग कटाव प्रतिरोध में सुधार करना है: ऑक्सीकरण उत्पाद टियो₂प्रतिक्रिया परत में टिन का कैटियो उत्पन्न करने के लिए स्लैग में सीएओ के साथ प्रतिक्रिया करता है₃1970 की डिग्री के पिघलने बिंदु के साथ; टियो₂Decarburization परत में TIN के ऑक्सीकरण में गठित C, CAO, MGO CATIO के साथ प्रतिक्रिया करता है₃, 2mgo, tio₂। इसके अलावा, जब टिन (द्रव्यमान अंश, 2%), एल्यूमीनियम पाउडर (द्रव्यमान अंश, 1%) और बी₄C (द्रव्यमान अंश, 0। 5%) का उपयोग समग्र में किया गया था, मैग्नीशियम-कार्बन ईंटों के उच्च-तापमान फ्लेक्सुरल ताकत, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और स्लैग कटाव प्रतिरोध में काफी वृद्धि और सुधार हुआ था।

हाल के वर्षों में, मैग्नीशियम कार्बन ईंट एंटीऑक्सिडेंट धातु और गैर-धातु समग्र के लिए अधिक इच्छुक है, एंटीऑक्सिडेंट प्रदर्शन के एक निश्चित तापमान सीमा पर एकल एंटीऑक्सिडेंट को हल करने के लिए, एंटीऑक्सिडेंट के संबंधित प्रदर्शन लाभ को निभाने के लिए अच्छा नहीं है। धातु एंटीऑक्सिडेंट और बी₄सी या एमजीबी₂समग्र, ताकि एंटीऑक्सिडेंट और स्लैग कटाव प्रतिरोध में सुधार हो।

मेटल एएल, मेटल एसआई, एसआईसी और बी₄सी को अलग-अलग संयोजनों में एंटीऑक्सिडेंट के रूप में उपयोग किया गया था, और नमूनों को 2h के लिए 1400 डिग्री पर आयोजित किया गया था, और परिणामों का विश्लेषण यह दिखाने के लिए किया गया था कि अल-सी कम्पोजिट एंटीऑक्सिडेंट का उपयोग सबसे प्रभावी था। उच्च तापमान पर, Sic को C के बाद ऑक्सीकरण किया जाता है, और हालांकि B₄C को C से पहले ऑक्सीकरण किया जाता है, और ऑक्सीकरण उत्पाद B₂O₃तरल चरण है, जो सामग्री के छिद्रों को प्लग करने के लिए अनुकूल है, लेकिन बी का पिघलने बिंदु₂O₃केवल 450 डिग्री है, जो इसकी वाष्पीकरण की गति को धीरे -धीरे त्वरित करता है, और अंततः बी के एंटीऑक्सिडेंट प्रदर्शन को कम करता है₄सी युक्त सामग्री। 3% अल और 1% TIO का परिचय₂कम कार्बन मैग्नीशियम कार्बन ईंटों में एडिटिव्स के रूप में, 1000 डिग्री और 1300 पर चारकोल गर्मी उपचार को दफन किया गया, बिना किसी एंटीऑक्सिडेंट में विभाजित, अकेले एएल का 3%, 1% टीआईओ₂अकेले, अल के 3% और टियो के 1% का समग्र जोड़₂तुलना करने के लिए 4 समूह। परिणाम बताते हैं कि अल, टीआईओ का समग्र परिचय₂अल की पीढ़ी से बचने के लिए additives₄C₃, अलग -अलग उद्धृत अल पाउडर दफन लकड़ी का कोयला उपचार में मैग्नीशियम कार्बन ईंटों के सुधार के लिए अनुकूल है, समस्या को हाइड्रेट करना आसान है, उच्चतम के चार समूहों की संपीड़ित शक्ति, ऑक्सीकरण परत की मोटाई सबसे छोटी है।

एंटीऑक्सिडेंट के संदर्भ में, हालांकि यह कई वर्षों से अध्ययन किया गया है, एंटीऑक्सिडेंट अभी भी वर्तमान मैग्नीशियम कार्बन ईंटों की मुख्य शोध दिशा है।

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