Les méthodes courantes pour réduire l’érosion à haute température desbriques de carbone et de magnésiumpeut être résumé ainsi :
1. Sélectionnez des matériaux de haute qualité avec une composition stable pour améliorer la résistance à l'érosion, la résistance aux chocs thermiques et la résistance à l'écaillage structurel du matériau.
Sélectionnez du sable de magnésie fondu de haute pureté et de haute qualité, car il présente les avantages de gros grains, de haute densité, de faible activité chimique, de haute résistance à l'érosion, etc., et peut résister à la réaction autodestructrice avec le carbone à haute température, ainsi inhiber l'érosion des particules de MgO par les scories. Deuxièmement, augmenter la teneur en MgO et réduire les impuretés, en particulier limiter la teneur en SiO2, et réduire la phase silicate dans les composants structurels des briques de carbone de magnésie, de sorte que les réactions secondaires telles que la réaction du SiO2 avec le graphite à haute température puissent être réduites et le carbone l'oxydation peut être évitée. De plus, l'augmentation du degré de cristallisation des cristaux de MgO peut empêcher la dissolution provoquée par la transformation des joints de grains de MgO en phase liquide à haute température, et empêcher une pénétration ultérieure des scories dans les briques de carbone réfractaires au magnésium. L'augmentation de la pureté du graphite peut également augmenter la résistance aux scories des briques de carbone-magnésium, car avec l'augmentation de la pureté du graphite, la résistance aux chocs thermiques des briques réfractaires de carbone-magnésie est améliorée et la résistance à la flexion à haute température est également considérablement améliorée. On utilise donc généralement du graphite avec une teneur en carbone supérieure à 95 %. À mesure que la pureté du graphite augmente, les autres impuretés diminuent et la phase silicatée contenue est également moindre. Dans les scories alcalines, SiO2 réagira avec le carbone de la brique de carbone de magnésie pour former une couche de décarburation, et peut également former une phase à faible point de fusion avec l'oxyde de magnésium, l'oxyde ferreux, etc. pour accélérer la dissolution des briques de carbone de magnésie. Enfin, l’ajout d’une quantité appropriée d’antioxydant à la brique de carbone-magnésie et la sélection d’un liant thermodurcissable de haute qualité peuvent également améliorer les performances à haute température des briques réfractaires de carbone-magnésie.
2. Optimiser la composition des scories de fusion
Pour les matériaux réfractaires de briques de carbone et de magnésium, la teneur en MgO dans les scories doit être augmentée autant que possible pour que le MgO dans les scories atteigne un état saturé et réduise la dissolution du MgO. Puisque MgO est un oxyde alcalin, l’augmentation de l’alcalinité des scories peut réduire la réaction chimique entre les scories et l’oxyde de magnésium et réduire l’érosion chimique des briques de carbone-magnésie. La réduction de la teneur en FeO ou en d'autres éléments susceptibles de réagir chimiquement dans les scories peut réduire l'oxydation du MgO et du graphite par les scories ;
3. Prendre des mesures externes
Former une couche protectrice sur la surface de la brique de carbone de magnésie par des moyens externes pour empêcher la brique de carbone de magnésie d'entrer en contact avec les scories et empêcher la pénétration physique et l'érosion chimique de l'acier/du laitier fondu à haute température à l'intérieur du matériau réfractaire, comme les éclaboussures de scories pour protéger le four. Les matériaux réfractaires en briques de magnésium et de carbone peuvent également être protégés par des champs externes tels que des champs électriques, des champs magnétiques et des champs ultrasoniques. Parmi elles, la méthode de protection cathodique par champ électrique externe est une nouvelle technologie permettant d'étudier la résistance des matériaux réfractaires à l'érosion à haute température de l'acier/des scories en fusion au cours des dernières années, qui a attiré l'attention des chercheurs.
