鎂鈣碳磚目前存在的4個主要問題及解決措施

2020-12-18 找耐火材料網

鎂鈣碳磚擁有著諸多優良性能,在爐外精煉中有著較好的應用。然而鎂鈣碳磚在使用過程中依然存在著一些問題。

鎂鈣碳磚

1、氧化鎂的高溫反應與抗渣滲透

鎂鈣碳耐材基質中的MgO在溫度到達1500℃以後,易與基質中的C發生反應如下式,溫度到達1600℃反應變得劇烈,其中MgO被還原成Mg蒸氣、C被氧化層CO氣體從磚坯內逸出,使得磚坯嚴重失重,這是導致Mg-C磚損毀的重要原因之一。

MgO+C→Mg(g)+CO(g)

另外,鎂鈣碳磚在使用過程中,渣中的SiO2首先與游離CaO發生反應形成C2S、C3S,它們的生成能夠增加渣的粘度,使得熔渣難以進一步滲透進入鎂鈣碳磚內部。但是磚坯表面石墨被氧化導致表層脫碳形成空隙,使得熔渣進一步向磚坯內部滲入,而鎂鈣砂中的MgO與CaO-SiO2渣發生反應形成MgO-CaO-SiO2低熔相,所以MgO是鎂鈣碳磚抗渣侵蝕的薄弱環節。

MgO為鎂鈣碳耐材中較為薄弱的環節,因此需要降低鎂鈣碳磚中MgO的含量,在一定程度上抑制MgO在高溫下與C反應而導致的失重問題;並且使用CaO成連續相分布的鎂鈣砂,以使得MgO不與CaO-SiO2渣直接接觸發生反應。

一般地,鎂鈣原料選擇電熔鎂鈣砂時,相對於燒結鎂鈣砂CaO晶粒形成連續相將MgO晶粒包裹,能起到保護MgO的作用。並且電熔鎂鈣砂的比燒結鎂鈣砂要緻密,這也很好地加強了鎂鈣磚的抗渣滲透能力。但是燒結鎂鈣砂CaO晶粒是被MgO晶粒包覆從而使得CaO難與空氣接觸從而被空氣中的水蒸氣水化,而電熔鎂鈣砂恰好就有CaO易水化的缺點,並且燒結鎂鈣砂相對於電熔鎂鈣砂要經濟實惠。因此選擇不同類型的鎂鈣砂原料是各有優劣的。

鎂鈣砂

2、結合劑

如今酚醛樹脂以殘碳率高、結合強度大等特點廣泛的應用為含碳耐火材料的結合劑,對於鎂鈣碳磚這樣一種較為特殊的耐材來說,由於對水分敏感的CaO的出現,一般的酚醛樹脂己不再適用於鎂鈣碳耐材。而只能選擇不含自由水的無水酚醛樹脂。而脫去了自由水的無水酚醛樹脂,存在的問題比一般酚醛樹脂更多。由於自由水的失去,無水酚醛樹脂的流動性明顯減小,在使用過程中甚至需要無水酒精、乙二醇之類的有機溶劑來分散後才能使用,這樣給混料工藝帶來的很大的不便。無水酚醛樹脂的存放也出現了長時間後樹脂表面自行硬化的現象,這種現象的程度與樹脂保存環境的溫度以及樹脂密封程度有直接關係,稱之為時效硬化現象,這種現象的出現直接影響了樹脂的使用效果和存放時間。

酚醛樹脂

然而無水酚醛樹脂與普通樹脂相同的是在250℃之前比較穩定不會分解,而當溫度來到300℃以後,樹脂受熱分解現象開始逐漸明顯,這是酚醛樹脂的固有特性,幾乎很難改變。但是這樣一個熱分解的固有特性,在含CaO的耐材中卻引起了另一個問題的出現。無水酚醛樹脂的確是不含自由水的,但是作為一種大分子有機化合物,無水酚醛樹脂中一定是含有部分鎖合水以及含氫官能團,無水樹脂在受熱分解時必然產生水蒸氣,由熱力學計算可知CaO的水化在510℃之前都會存在,那麼這便引出了另一個較嚴重的問題,鎂鈣碳耐火材料中無水酚醛樹脂自裂解過程所引起的CaO水化問題。

因此,驗證與研究無水樹脂的裂解行為對鎂鈣碳磚性能所帶來的影響成為了一個很有必要的工作,並且要需要找出合理的方法來改善該問題。

3、游離CaO的防水化

儘管CaO作為一種鹼性材料,具備淨化鋼水、優異的抗渣能力、熱穩定性等,但是CaO存在的主要缺點就是吸收空氣中的水而水化。其水化按如下化學反應方程式進行。

CaO+H2O→Ca(OH)2+(16×4.18KJ)

CaO的水化依然是一個世界範圍內公認的難題,為此許多研究者做出了大量研究,也得出了許多CaO防水化的方法。其中方法有從工藝的角度,含鈣製品的表明覆蓋,如磷酸處理、表面浸蠟等方式;從燒結的角度,使CaO晶粒長大,形成較穩定晶粒;從外加劑引入的角度,引入ZO2等氧化物與CaO形成開水化性能較好的化合物。

然而樹脂結合鎂鈣碳耐火材料中,由於樹脂在510℃前分解劇烈,面CaO在這個溫度之前都能水化。

4、對鋼水的增碳

隨著純淨鋼、低碳鋼和超低碳鋼需求比例的增加,由於傳統含碳耐火材料的高含碳量(10%-20%),其在使用過程對鋼水增碳的概率也增大,這逐漸成為需要考慮的問題,因此傳統含碳耐材以其含碳量的特點已很難在潔淨鋼冶煉條件下使用。並且從節能環保角度出發,高含碳量耐材導熱能力過強而帶來的能耗增加以及石墨資源的浪費的也促使含碳耐材走向低碳、無碳化。

由於鎂鈣碳磚中也含有一定量的碳,因此類似鎂碳磚,鎂鈣碳磚也會有對鋼水增碳的可能性,因此控制好碳含量也是一個十分重要的工作。對於碳含量的比例一般應控制在2%-6%左右,這是因為首先考慮對鋼水的增碳,以及對鎂鈣碳磚本身脫碳而導致使用壽命降低,並且加入石墨越多鎂鈣製品的耐壓強度、體積密度一般是越低的,一般不含碳鎂鈣製品的強度要比加含碳鎂鈣製品的高。

相關焦點

  • 趙京東介紹雅安市在「雙創」工作中存在的問題以及解決措施
    趙京東介紹雅安市在「雙創」工作中存在的問題以及解決措施   [主持人]:趙市長,目前雅安市在「雙創」工作中還存在哪些問題以及解決的措施有哪些?  [雅安市副市長趙京東]:目前,雅安在「雙創」工作中主要存在三個難題。一是因為區位、經濟社會發展不足等原因,難以留住人才。二是企業的創新能力、創新意識還不夠。三是全社會創新創業氛圍還不夠濃厚。針對「雙創工作」遇到的問題,我們將採取以下措施。
  • 山東某煉廠除鹽水站存在問題及解決措施
    運行數月後,出現反滲透裝置汙堵快、化學清洗頻繁、混床出水矽離子超標和再生周期短的問題。針對以上問題,筆者調研分析了運行工況並進行改進。改進後顯著延長了反滲透設備的運行周期及混床的再生周期,一定程度上解決了現存問題。
  • 電梯投訴主要問題、原因及解決措施
    措施:1、物業服務企業加強日常巡查,及時發現存在的問題,及時組織籌措電梯維護保養和維修改造資金,督促維保單位及時更換達到報廢技術條件的零部件(國家對電梯整機沒有報廢年限的規定,但對電梯主機、控制櫃、限速器、安全鉗、鋼絲繩等主要零部件的報廢技術條件都有具體要求。對達到報廢技術條件的主要零部件應及時更換。對其他易損易耗的電氣元件,發現存在問題時也應及時更換),排除故障隱患。
  • 鎂是植物的營養元素之一,鎂的功能及缺鎂對植物產生的影響
    研究表明世界各國人群均存在著鎂營養不足的現狀,西方國家成年人鎂營養不足較為嚴重,約1/3成年人缺鎂。鎂也是植物必需的營養元素之一,是植物體內除鉀外最豐富的陽離子,植物缺鎂導致一系列生理、生化功能失調。因此鎂對人類、動物和植物都起著極其重要的作用,鎂營養問題不僅危及食品安全,也危及人類健康。
  • 我國特殊兒童心理健康教育主要存在哪些問題?如何解決?
    文 | 壞壞小懶貓 | 上期我們學習了國內健康教育的現狀,發現我國雖然對兒童的心理健康教育非常關注,但在實際工作中的重視依然不夠,特別是對特殊兒童的心理健康教育存在諸多問題需要去解決。兒童心理健康教育在我國尚在起步階段,特別是特殊兒童心理健康教育,在理論研究和實踐研究中都存在很多問題,而且出現相脫節的現象。
  • 鎂肥對葡萄生長的作用和補救措施
    鎂是葡萄葉綠素和一些酶的重要組成部分,葡萄植株對鎂的需要量比較多,由於它參與光合作用,促進植物體內磷的轉化,還能促進維生素A和C的形成,有利於花青素和果膠物質的生成。也能消除鈣過剩的有害作用。因此鎂肥在葡萄生長過程中起著重要作用。
  • 鎂燃料電池的研究進展
    其中,容量損失大和負極利用率低主要是由於鎂的自腐蝕引起的,而鎂的負差效應將進一步加劇鎂的自腐蝕,因此,很多學者通過製備鎂合金和運用電解液添加劑兩種途徑來降低鎂的自腐蝕,提高電池容量和負極利用率。而電壓損耗大則受鎂及鎂合金放電產物和正極活性物質的影響,可通過運用電解液添加劑和製備新型催化劑來解決。
  • 鎂鈣砂的生產中改變其抗水化措施都有哪些?
    鎂鈣砂因存在游離的CaO而極易水化,這是MgO-CaO-C致命的弱點。而為抑制MgO-CaO系材料的水化作了大量的改進。在鎂鈣砂的生產中改變其抗水化措施大致有以下幾種:(1)表面處理1)為了做到防水化的作用,可以用磷酸處理鎂鈣砂,導致其在表面產生磷酸化合物,從而隔絕空氣。
  • 鎂燃料電池原理研究
    其中,容量損失大和負極利用率低主要是由於鎂的自腐蝕引起的,而鎂的負差效應將進一步加劇鎂的自腐蝕,因此,很多學者通過製備鎂合金和運用電解液添加劑兩種途徑來降低鎂的自腐蝕,提高電池容量和負極利用率。而電壓損耗大則受鎂及鎂合金放電產物和正極活性物質的影響,可通過運用電解液添加劑和製備新型催化劑來解決。  本文將鎂燃料電池的研究進展分為工作原理、電極的研究和電解液添加劑三部分進行闡述。
  • 王叄壽:目前數字中國戰略實施過程中存在四個主要問題
    第一、數字中國是國家戰略,將其同於信息化建設,不利於深入推進。第四、目前政府數據融合各自為政,依然停留在城市內部數據融合階段,跨城市甚至跨省的的數據融合比較少見。數字中國戰略是舉全國之力通過數位化手段實現產業升級,賦能實體經濟。所以,建設數字中國,不能僅限於一座城市內部的數據融合。
  • 影響煉銅鎂鉻質耐火材料使用壽命的三個主要因素
    經過不斷的實踐與研究可以了解到在耐火材料在轉爐吹煉實際操作過程中的使用壽命主要受三個因素的影響:化學侵蝕因素、熱學反應因素和機械因素。①熔體滲透引起的侵蝕,主要是由於爐渣中Fe2O3和SiO2與方鎂石之間的交互作用,生成了鎂橄欖石並進一步生成低熔點的鎂鐵橄欖石以及鐵酸鎂,破壞了方鎂石的直接結合結構,引起方鎂石顆粒的熔蝕。②冰銅中SO2氣體擴散進入方鎂石晶粒邊界,在氧化作用下生成SO3與MgO反應生成針狀MgSO4,引起磚體結構疏鬆。
  • 反思英語學習存在的問題和改進措施
    昨天學校整個3年級進行的英語閱讀理解測試猶如一記重拳擊中了每個家長和孩子,我以最快的速度反思了一下孩子英語學習目前存在的問題和改進措施。
  • 土壤酸化的危害及解決措施!
    一、土壤酸化的原因 一是土壤中的各類氮肥會在土壤轉化成硝酸鹽,當硝酸鹽流失的時候就會把土壤中大量的鈣、鎂等離子帶走,進而導致土壤酸化,所以過量施肥,特別是過量使用氮肥是造成土壤酸化的主要原因。
  • 城市黑臭水體整治情況、存在問題與治理措施
    存在著哪些問題?主要有哪些治理措施?近期,生態環境部城市黑臭水體整治環境保護專項行動專家柏楊巍,就相關話題開展研討。柏楊巍博士撰寫《城市黑臭水體整治情況、存在問題與治理措施》一文,現全文刊載,以饗讀者。一 城市黑臭水體整治的工作背景是什麼?
  • 植物對鎂的吸收:土壤鎂含量狀況和土壤中鎂與其它離子的關係
    植物對鎂的吸收主要分兩個階段,空間吸收和跨膜吸收。吸收開始階段,鎂離子從外界進入根系自由空間,這個過程與外界離子濃度、溫度及根系活性等因素密切相關。根系對鎂的吸收量主要取決於跨膜運輸過程中載體的活性,離子與載體的結合在根系營養吸收過程中起著極其重要的作用。土壤中鎂豐缺程度受多種因素影響,如土壤母質、風化程度、淋溶作用和氣候。
  • 鎂盤點:2018年鎂業重大新聞回顧
    全球首個真空熔煉鎂合金項目落戶巴中經開區  1月4日,巴中中鎂合金新材料科技有限公司攜《真空熔煉高純鎂鑄錠》專利技術亮相併完成項目籤約,標誌著全球首個真空熔煉鎂合金項目成功落戶巴中經開區。巴中鎂合金產業園項目全部建成後將填補和提升國內外高端鎂合金材料純度與量產技術的空白。
  • 關於「鎂」對葡萄的重要性,你了解多少?如何選擇鎂肥
    4、鎂離子在細胞內的含量僅次於鉀,居第二位,參與DNA和RNA的合成,足以說明鎂離子的重要性,鎂主要存在於植物幼嫩組織如葉片中,成熟是則集中於植物種子中,這也就解釋了為什麼中下部老葉片首先體現出缺鎂症狀。了解了鎂的作用,那我們實際種植葡萄過程中該怎樣選擇鎂肥呢?
  • 你家果樹在缺鎂!
    缺鎂還會影響葉片光合作用產生的碳水化合物向果實的轉運,甜度降低,果實個小。 有如下症狀,表明你家作物缺鎂了 作物補鎂有講究,酸性土壤條件下作物很難吸收鎂離子,鎂肥淋洗流失嚴重。很多地方施用劣質的七水硫酸鎂進行補鎂,但往往不能解決缺鎂問題,因為劣質七水硫酸鎂含有游離酸,影響鎂元素的吸收,有的甚至重金屬超標,嚴重破壞土壤結構。 擔心鎂元素會抑制鉀的吸收?不存在的!
  • EPC 總承包模式中存在的問題及措施
    很多工程項目在建設中存在投資大、風險大、周期長、質量要求高等,傳統的項目管理模式已經不能很好地適應這種大型的工程項目, 相反EPC 總承包模式正是在這種環境中產生,其能夠 很好地解決傳統模式不能解決的問題,相繼在很多工程項目中都得以實現,尤其是在發達國家已經產生了很多成熟的EPC總承包商,這對於尋求EPC總承包商的業主來說是一件非常好的事情。
  • 工程項目質量管理存在的主要問題
    只有真正認識問題的嚴重性及其產生根源,才能從根本上貫徹全面質量管理思想,保證工程質量。筆者認為,目前我國在工程項目質量管理中主要存在以下問題:  我國現行的工程質量管理大多是處於階段性的管理模式,缺乏建設項目全過程綜合管理的意識。我國規定,工程項目建設應嚴格依照以下四個階段,即:計劃任務書階段、設計和工程準備階段、施工和生產準備階段以及竣工驗收、交付使用階段。