Les effets des antioxydants sur la résistance à l’oxydation desbriques réfractaires de carbone de magnésiese traduisent principalement par les aspects suivants :
1. Ralentir le taux d’oxydation du carbone
Lors de l'utilisation de briques de magnésium et de carbone, l'oxydation du carbone constitue un problème majeur. L'ajout d'antioxydants peut ralentir efficacement le taux d'oxydation du carbone, prolongeant ainsi la durée de vie des briques de magnésium et de carbone. En effet, les antioxydants peuvent réagir avec l'oxygène pour générer des oxydes ou des carbures correspondants, qui peuvent bloquer les pores et réduire la perméabilité des produits, inhibant ou ralentissant ainsi l'oxydation du carbone.
2. Améliorer les performances à haute température
Les antioxydants peuvent non seulement ralentir l'oxydation du carbone, mais également améliorer les performances à haute température des briques de carbone-magnésie. Par exemple, après avoir ajouté des antioxydants tels que les métaux Al, Si, B4C, ces éléments vont réagir avec l'oxygène pour générer les oxydes ou carbures correspondants, et former de nouvelles phases minérales à haute température. Ces nouvelles phases minérales peuvent augmenter la densité des briques, améliorer leur résistance à haute température et leur résistance à l'érosion des scories.
3. Former une couche protectrice antioxydante
Après avoir ajouté des antioxydants aux briques de carbone-magnésie, ces additifs réagiront avec l'oxygène à haute température pour former une couche protectrice antioxydante dense sur la surface de la brique. Cette couche protectrice peut empêcher efficacement la pénétration ultérieure de l’oxygène, protégeant ainsi le carbone à l’intérieur de la brique de l’oxydation. Par exemple, les briques réfractaires en magnésie-carbone additionnées de B4C généreront des phases à bas point de fusion telles que le borate de magnésium à haute température. Ces phases à bas point de fusion forment une couche liquide sur la surface, renforçant encore l’effet de la couche protectrice antioxydante.
4. Améliorer la résistance à la corrosion
L’ajout d’antioxydants peut également améliorer la résistance à la corrosion des briques de carbone-magnésie. En effet, les antioxydants peuvent améliorer la microstructure du corps de la brique, le rendant plus dense et uniforme. Cette microstructure dense et uniforme peut réduire la pénétration et l'érosion des scories et de l'acier fondu sur le corps de brique, améliorant ainsi la résistance à la corrosion du corps de brique.
5. Le rôle des antioxydants spécifiques
Métal Al : la poudre de métal Al a une bonne conductivité thermique et un faible point de fusion (659 degrés). Il réagit dans la brique pour générer des composés tels que Al4C3, AlN et Al2O3. Ces composés peuvent former une couche protectrice dense à haute température, inhiber l’oxydation du carbone et améliorer les performances des briques à haute température.
Si métallique : Le Si a une faible énergie libre de formation standard, une forte affinité avec l'oxygène et est facile à combiner avec l'oxygène pour former l'oxyde correspondant SiO2, inhibant ainsi l'oxydation du carbone.
B4C : B4C peut générer des phases à bas point de fusion telles que le borate de magnésium à haute température. Ces phases forment une couche liquide à la surface, empêchant la pénétration de l'oxygène et améliorant la résistance à l'oxydation.
D'autres additifs : tels que Al-Mg, SiC, CaB6, etc. sont également souvent utilisés comme antioxydants pour les briques de carbone magnésie. Ils améliorent la résistance à l’oxydation et les performances des briques à haute température grâce à différents mécanismes.
VI. Exemples d'application
Dans les applications réelles, de nombreux fabricants ajoutent une quantité appropriée d’antioxydants pour améliorer la résistance à l’oxydation des briques de carbone-magnésie lors de leur production. Par exemple, les briques de carbone-magnésie largement utilisées dans les équipements métallurgiques à haute température tels que les convertisseurs, les fours à arc électrique et les poches de coulée ajoutent souvent des antioxydants tels que Al, Si et B4C. L'ajout de ces additifs améliore considérablement la durée de vie et la stabilité des performances des briques de carbone-magnésie.
En résumé, les antioxydants ont un effet significatif sur la résistance à l’oxydation des briques réfractaires au carbone-magnésie. En sélectionnant des antioxydants appropriés et en contrôlant leur quantité ajoutée, les performances à haute température, la résistance à la corrosion et la durée de vie des briques de carbone-magnésie peuvent être efficacement améliorées.
