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    1. 行業動態 / Industry dynamic

      四川鎂碳磚未來的研究發展方向

      發表時間:2024-05-18 訪問量:3215

      四川鎂碳磚由于其出色的性質還將在鋼鐵冶金領域繼續發展,為此,通過對其研究現狀的匯總、分析,提煉出四川鎂碳磚下一步發展的方向和重點:(1)傳統鎂碳磚通過顆粒級配、鎂砂微結構及鎂碳磚總體的結構設計、優化,可以繼續提升或充分發揮其性能。(2)高性能防氧化劑的研究,尤其是高氧親和力和低膨脹、低應力的非金屬防氧化劑的研究和合成將是未來鎂碳磚性能提升的重要途徑。(3)在鎂碳磚低碳化過程中,碳質組分的微細化、結晶化作為有效改善其結構應力和抵抗熔渣滲透性的關鍵途徑將繼續得到關注和發展。

      結合鎂碳磚方面的研究和國內外的研究現狀,鎂碳磚未來的研究方向如下:

      01傳統鎂碳磚的精細化研究

      鎂碳磚的發展盡管已經30余年,而且也在不斷地研究完善中,但是鎂碳磚在使用過程中所表現出來的損毀狀況、工作面結構等顯示鎂碳磚并沒有充分發揮其各自組分的性能、并沒有達到更大的使用效果;LF精煉渣線鎂碳磚工作面裸露的鎂砂顆粒、極低的強度和疏松的結構即說明了這點。通過多年跟蹤研究發現,同樣是用于LF精煉鋼包渣線的鎂碳磚,鎂砂結晶狀況、雜質分布、品級以及整體結構匹配不同,則鎂碳磚的使用壽命是完全不同的,工作面結構也相差很大。因此,如何在原料、晶體間及顆粒間的界面結構、顆粒級配等方面:鎂碳磚的研究現狀與發展趨勢行精細化研究,使鎂碳磚在結構、成分和應力等多維度很好地匹配,這對傳統鎂碳磚更新換代和大跨度創新是非常重要的,也將是鎂碳磚大幅度提升性能的關鍵研究方向之一。

      02高性能及多功能防氧化劑

      防氧化劑是碳復合材料非常重要的組分,其性能的好壞直接關系到鎂碳磚的性能;高性能防氧化劑的出現,將大幅度提升鎂碳磚的性能或促進鎂碳磚的更新換代,因此,如何通過成分、結構控制以及新工藝、新技術制備出具有較高的抗氧化性能和高溫強度的防氧化劑,將是未來鎂碳磚的主要發展方向之一。對低碳鎂碳磚而言,鑒于其碳含量較低和結構的特殊性,其防氧化劑除要具有普通鎂碳磚防氧化劑的功能外,還應具有其在高溫下的體積穩定性、氧化產物與基質反應過程的體積穩定性等,而這正是目前很多常規防氧化劑所欠缺的。在AlSiC、AI℃、Al4C3N等碳化物的防氧化性能方面進行了研究,發現該類材料不但具有較好的防氧化劑功能,而且其在氧化過程中能夠促進鎂碳磚結構致密化,同時其自身還具有一定的抵抗鋼水和熔渣潤濕的性能,這對低碳鎂碳磚是非常重要的。因此,對低碳鎂碳磚而言,如何通過結構、組分設計等制備出新型非金屬類防氧化劑,在防氧化性的同時實現具有抵抗熔渣滲透性的類石墨功能,這將是新一代防氧化劑的最有前景的研究方向。

      03低碳鎂碳磚結合劑研究

      傳統鎂碳磚的碳含量較高,能夠形成連續的碳網絡,對結合劑的要求不高;而低碳鎂碳磚的碳含量較低,很難形成聯系網絡,這也是低碳鎂碳磚性能較傳統鎂碳磚相對較差的原因。因此,用于低碳鎂碳磚的結合劑除應具有傳統結合劑的特性外,還應具有其特殊的性質。用于低碳鎂碳磚的理想結合劑應該容易均勻分布、炭化后的碳組分要具有一定的穩定性。因此,在結合劑的分子結構、支鏈結構、黏度、石墨化能力以及炭化結構與防氧化組分的有機結合等方面還有進一步研究的空間,以實現其作為鎂碳磚成型和強度來源的同時,增強碳結合網絡的抗氧化能力,或者賦予碳結合網絡一定的應力緩沖能力等。

      04低碳鎂碳磚的應力分解及結構優化

      傳統鎂碳磚因石墨含量較高,其結構應力可以忽略;而對于低碳鎂碳磚則是不能忽略的,而這在目前的低碳鎂碳磚研究中卻未引起關注。鎂砂顆粒的膨脹系數相對于石墨是很大的,這也是導致低碳鎂碳磚結構應力較大的根本原因。因此,如何通過顆粒級配、顆粒界面結構、基質結構等匹配設計來緩解顆粒的膨脹應力,進而實現低碳鎂碳磚在結構、成分和應力等多尺度的匹配,這將是低碳鎂碳磚在應力分解方面所要深入研究的方向。其中,基質承擔著抵抗熔渣的滲透、侵蝕以及緩沖顆粒膨脹的應力的作用,對低碳鎂碳磚的性能影響的權重較大,是緩解應力和結構優化的主要方向之一?;|優化可以從基質的物相分布、細粉粒度、界面反應以及孔結構等方面進行精細化匹配,使基質充分發揮其性能,這也是目前低碳鎂碳磚研究中忽略和未認識的領域。


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