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含碳浇注料的抗氧化剂

添加时间:2019年12月23日  浏览次数:

含碳浇注料因具有优异的抗侵蚀,抗渣渗透及抗热震等性能而被人们广泛关注,但是由于石墨的润湿性和分散性很差,以及石墨易被氧化等特点而被限制了其应用。

石墨的添加能有效地提高耐火砖的抗侵蚀性能、抗渣渗透性及抗热震性能。同理,为克服浇注料的上述 缺点,通过往浇注料中添加碳(石墨)使浇注料的性能得到了改善。通常,含碳浇注料中的碳主要是以石墨的形式引入,因为无定形碳的抗氧化性较差。然而由于浇注料在施工过程中需要添加水,而石墨却不易被水润湿,导致其在浇注料中的分散性很差,最终引起耐火制品的气孔率增大和强度降低,使得目前含碳浇注料中石墨的添加量通常不超过5%,这是阻碍含碳浇注料应用和发展的主要原因。另一方面,石墨虽然较无定形碳抗氧化性强,但在使用过程中还是需要添加抗氧化剂。

含碳浇注料

1:Si和SiC抗氧化剂

Si和SiC抗氧化剂在含碳浇注料中的抗氧化作用机理及硼化物基本相同,一方面氧化后产生SiO蒸汽可有效抑制石墨的氧化,另一方面最终生成的SiO2液相可包裹不被迅速氧化。同时,Si粉与水发生水合作用时,能在Si颗粒表面形成一层SiO2保护膜,组织其进一步与水发生反应,目前Si粉作为抗氧化剂已经较普遍的应用于含碳浇注料中,但是Si和SiC抗氧化剂的添加会降低浇注料的抗侵蚀性能,且在热力学上来看,也只能在低于1525℃的温度下使用,添加Si粉后,在浇注料的与未氧化区域中间总存在一个结构疏松的过渡带,导致浇注料使用寿命的提前终止。

2:AL粉抗氧化剂

AL粉不仅价格低廉,还具有优异的抗氧化效果,是理想含碳耐火砖的抗氧化剂,目前被广泛地应用于含碳耐火砖中。但它却不能直接加入到浇注料中,因为其与水接触后会发生剧烈的水合反应而放出氢气,因此以通过将AL粉和正硅酸乙酯混合后在水中水解的方法,在AL粉表面制备了SiO2薄膜,可有效地抵抗酸的腐蚀。可考虑应用到含碳浇注料中。

关键词:浇注料      
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