MgO-Cレンガの製造プロセス
MgO-Cレンガの主原料には、溶融マグネシアまたは焼結マグネシア、片状黒鉛、有機結合剤、酸化防止剤が含まれます。
マグネシア
マグネシアは MgO{0}C レンガを製造するための主原料であり、溶融マグネシアと焼結マグネシアの形で入手できます。焼結マグネシアと比較して、溶融マグネシアはペリクレースの結晶粒が大きく、かさ密度が高いなどの利点があり、MgO-Cレンガ製造の好ましい原料となっています。通常のマグネシア-ベースの耐火物の製造では、マグネシア原料の主な要件は高温強度と耐食性であるため、マグネシアの純度、化学組成中の C/S 比および B₂O₃ 含有量が重視されます。-冶金産業の発展と製錬条件の厳しさにより、冶金機器（転炉、電気炉、取鍋など）用のMgO-Cレンガに使用されるマグネシアには、特定の化学組成だけでなく、微細構造の観点から高密度で結晶子サイズが大きいことが求められています。
マグネシアカーボンれんがの製造工程カーボンソース
従来の MgO{0}C レンガでも、広く使用されている低炭素 MgO{{2}C レンガでも、主に炭素源として片状黒鉛が使用されます。黒鉛は、主にその優れた物理的特性により、MgO-C レンガの主要な原料です。①スラグによる非濡れ性。 ② 高い熱伝導率。 ③熱膨張が低い。また、黒鉛は高温でも耐火物と共晶融解せず、耐火性が高い。黒鉛の純度は、MgO-C レンガの性能に大きく影響します。一般に、炭素含有量が 95% を超える、好ましくは 98% を超えるグラファイトが必要です。
グラファイトに加えて、カーボン ブラックもマグネシアカーボンレンガの製造によく使用されます。{0}カーボンブラックは、炭化水素化合物の熱分解または不完全燃焼によって生成される、高度に分散された黒色の粉末状炭素質材料です。粒子が細かく (1 μm 未満)、比表面積が大きく、炭素含有量が 90 ～ 99%、高純度、高電気抵抗率、高い熱安定性、比較的低い熱伝導率を備えており、非黒鉛化炭素のカテゴリに属します。-カーボンブラックを添加すると、MgO-Cレンガの耐スポーリング性が効果的に向上し、残留炭素含有量が増加し、レンガ密度が向上します。
バインダー
MgO-C レンガの製造に使用される一般的な結合剤には、コール タール、コール タール ピッチ、石油ピッチのほか、特殊な炭素質樹脂、ポリオール、ピッチ- 変性フェノール樹脂、合成樹脂などが含まれます。使用される結合剤は次の種類に分類できます。
ピッチ-ベースのマテリアル。コールタールピッチは、黒鉛やマグネシアとの親和性が高く、炭化後の炭素残存率が高く、コストが低いなどの利点を備えた熱可塑性材料です。昔は広く使われていました。しかし、コールタールピッチには発がん性のある芳香族炭化水素、特に高濃度のベンゾピレンが含まれています。環境意識の高まりにより、コールタールピッチの使用は現在減少しています。
樹脂-ベースの素材。合成樹脂はフェノールとホルムアルデヒドの反応によって生成されます。室温で耐火物粒子とよく混合でき、炭化後の残留炭素率が高いため、現在MgO-Cレンガに使用されている主なバインダーとなっています。しかし、炭化後に形成されるガラス状の網目構造は、耐火物の耐熱衝撃性や耐酸化性にとって理想的ではありません。
ピッチと樹脂をベースとした改質材。バインダーが炭化後にその場で镶嵌構造と炭素繊維を形成できれば、耐火材料の高温性能を向上させることができます。{{1}
酸化防止剤
MgO-C レンガの耐酸化性を向上させるために、少量の添加剤が添加されることがよくあります。一般的な添加剤には、Si、Al、Mg、Al-Si、Al-Mg、Al-Mg-Ca、Si-Mg-Ca、SiC、B₄C、BN、さらに最近報告された Al-B-C および Al-SiC-C 系が含まれます。添加剤のメカニズムは、おおまかに 2 つの側面に分けることができます。1 つは熱力学的観点からのもので、使用温度では、添加剤またはその炭素との反応生成物は炭素よりも酸素に対する親和性が高いため、優先的に酸化されて炭素を保護します。もう 1 つは速度論的な観点からのもので、O₂、CO、または炭素と反応する添加剤によって形成される化合物が、密度の増加、細孔の閉塞、酸素と反応生成物の拡散の阻害など、炭素含有耐火材料の微細構造を変化させます。-
