第5章氧化物-碳复合耐火-1概况、理论基础和MgO-C质汇编.ppt

5.1 碳复合耐火材料概况 顶吹、顶底复吹、超高功率电炉、炉外精炼、铁水预处理、连铸比的提高等。 热震稳定性差； 抗渣性差； 使用寿命(service life)低。 （3） 碳复合耐火材料在冶金工业中的地位 Ironmaking——torpedo ladle （5） “碳”与“炭”的区别 “碳”与“炭”在耐火材料行业常被混用的根本原因是对“炭”的科学涵义认识不清。 碳是一种元素，符号为C。 炭的定义：炭是碳且以无定形碳为主的人造物质(artifact)。 炭共同的、本质的特征：以碳为主的化学组成；其中的碳以无定形结构存在。 问题三、碳复合耐火材料与传统耐火材料相比，突出的优点是什么？为什么？ 鳞片较大的石墨具有金属光泽。 ①耐高温性能好； ②导热、导电性好； ③特殊的抗热震性能； ④润滑性；石墨层间结合力弱,使之具有润滑性;鳞片越大,润滑性越好. ⑤良好的化学稳定性和抗侵蚀能力。石墨在常温下具有很好的化学稳定性,不受任何强酸强碱及有机溶剂的侵蚀. 但石墨在空气中易氧化，用于碳复合耐火材料时应该采取相应的防氧化措施。 5.2 碳复合耐火材料的理论基础 问题四、碳复合耐火材料按显微结构分为哪两类，各有何特点？典型制品？ 陶瓷结合型和碳结合型 2) 碳结合型 　　 特点：不烧制品，耐火材料间有连续的碳框架（碳网络）。 　　 典型制品：镁碳砖，镁钙碳砖等。 问题五、选择抗氧化剂的原则及其热力学和动力学机理? (5)选择抗氧化剂的原则及其热力学和动力学机理 (6) 碳复合耐火材料抗氧化性的测定 5.3 MgO-C质耐火材料 问题六、镁碳砖具有哪些特性,为什么? 问题七、生产镁碳砖的主要原料有哪些? (2)　原料对MgO-C质耐火材料性能的影响 思考题 1、什么叫碳复合耐火材料？ 2、目前碳复合耐火材料需解决的问题？ 3、碳复合耐火材料与传统耐火材料相比，突出的优点是什么？为什么？ 4、选择抗氧化剂的原则及其热力学和动力学机理? 5、碳复合耐火材料按显微结构分为哪两类，各有何特点？典型制品？ 6、镁碳砖具有哪些特性,为什么? 7、生产镁碳砖的主要原料有哪些? 8、选择镁砂原料时,为什么要求其中的C/S2? Graphite Bonding Carbon 碳结合示意图 （3）碳与MgO反应开始温度 在标准状态下，碳与MgO反应的开始温度可由MgO与CO的标准生成Gibbs自由焓求得。 求得： 令 =0，则得反应开始温度2133.25K (1860.1℃),此温度为纯固态MgO与纯石墨反应生成Mg气与CO气的分压都分别是标准压力时的开始反应温度。 碳与耐火氧化物的反应对碳复合耐火材料性能的影响 反应消耗了制品中的碳，破坏了材料的显微结构，对制品的使用性能有害； 伴随着反应的进行，制品内部的金属蒸汽不断向外扩散,当遇到氧化性气氛时沉积为耐火氧化物致密层，从而阻碍了炉渣的侵蚀,有利于制品抗渣性能的提高,同时形成的致密氧化物层能有效地阻止制品内部的氧化，抑制碳与耐火氧化物的进一步反应。 致密氧化镁层 渣层 脱碳层 形成致密氧化层的影响因素 致密MgO保护层的形成主要取决于PO2，同时有还有下列影响因素： ①、金属添加剂 表2 MgO-C砖中形成1.3×10-2atm Mg（g）所需的温度（℃） 1100 950 750 1460 硅粉 添加金属铝粉 添加金属镁粉 无添加剂 ②、渣中FeO的含量和渣中的CaO/SiO2比及MgO含量。 镁碳砖中所形成的致密MgO层的厚度，随着渣中FeO含量及CaO/SiO2和MgO量的增加而增加。 原则 （1）根据热力学数据及使用条件判断可能存在的凝聚相及各气相蒸汽压的大小； （2）比较各凝聚相与氧亲和能力的大小，与CO反应的可能性; （3）分析各种反应对砖显微结构的影响。 热力学及动力学机理 从热力学观点分析：在工作温度下，添加剂或添加剂与碳反应的生成物与氧的亲和力比碳与氧的亲和力大，优先于碳被氧化从而起到保护碳的作用； 从动力学观点分析：添加剂与氧气、一氧化碳反应的化合物改变了碳复合耐火材料的显微结构，如增加了致密度、堵塞了气孔，阻碍氧及反应产物的扩散。 无抗氧化剂 抗氧化性的测定 测定脱碳层厚度 测定失碳率 有抗氧化剂