อิฐคาร์บอนแมกนีเซียเป็นวัสดุคอมโพสิตของทรายแมกนีเซียและคาร์บอนซึ่งกราไฟท์เป็นกุญแจสำคัญในการยับยั้งการเจาะตะกรันและความต้านทานการกัดกร่อนในขณะที่คาร์บอนเรซินสร้างความแข็งแรงของโครงสร้างของอิฐคาร์บอนแมกไนไซต์ แต่ทั้งคาร์บอนเรซิ่นและกราไฟท์มีจุดอ่อนที่ใหญ่ที่สุดในการออกซิไดซ์ได้ง่าย
มีสองวิธีหลักของการเกิดออกซิเดชันคาร์บอนในอิฐคาร์บอน MGO หนึ่งคือการออกซิเดชั่นของคาร์บอนโดยส่วนประกอบเฟสก๊าซและอื่น ๆ คือการออกซิเดชั่นของส่วนประกอบออกซิไดซ์ในตะกรันหรือเหล็ก ส่วนประกอบที่ออกซิไดซ์ในตะกรันหรือเหล็กส่วนใหญ่ (FEXO) และ [O] ฯลฯ ; การเกิดออกซิเดชันนี้เกิดขึ้นกับการแทรกซึมของเฟสของเหลวที่สอดคล้องกันในอิฐแมกนีเซียมคาร์บอนดังแสดงในสูตร (1) และสูตร (2):
Fexo+C → Fe+Co (1)
MNO+C → MN+CO (2)
สารต้านอนุมูลอิสระใช้เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของกราไฟท์โดยเฟสก๊าซและเฟสของเหลว ในปัจจุบันสารต้านอนุมูลอิสระที่ใช้ในอิฐคาร์บอนแมกนีเซียส่วนใหญ่เป็นโลหะและไม่ใช่โลหะ สารต้านอนุมูลอิสระของโลหะส่วนใหญ่รวมถึง AL, SI, Al-MG ฯลฯ ในขณะที่สารต้านอนุมูลอิสระที่ไม่ใช่โลหะส่วนใหญ่ ได้แก่ B4C, ZRB2, SIC ฯลฯ
ในบรรดาสารต้านอนุมูลอิสระของโลหะสิ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือผงโลหะอัลซึ่งทำปฏิกิริยากับคาร์บอนที่อุณหภูมิสูงเป็นครั้งแรกเพื่อสร้าง AL4C3 และ AL4C3 ทำปฏิกิริยากับ CO (G) และสิ่งที่คล้ายกัน กลไกเฉพาะของการกระทำมีดังนี้:
4al +3 c=al4c3 (3)
2al +3 co=al2o 3+3 c (4)
al4c 3+6 co =2 al2o 3+9 c (5)
al2o 3+ mgo=mgo · al2o3 (6)
เมื่อโลหะ AL หรือ AL4C3 มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาความดันออกซิเจนบางส่วนในอิฐจะลดลงและกราไฟท์และสิ่งที่คล้ายกันได้รับการป้องกัน กลไกต่อต้านออกซิเดชันของโลหะ Si นั้นคล้ายคลึงกัน
ผลการต่อต้านการออกซิเดชั่นของโลหะอัลนั้นค่อนข้างดีซึ่งส่วนใหญ่มาจากสองจุด ประการแรกการลดลงของความดันออกซิเจนบางส่วนในอิฐแมกนีเซียมคาร์บอนโดยสูตร (3) ~ (4); ประการที่สองผลการขยายปริมาตรของปฏิกิริยาของสูตร (6) ทำให้โครงสร้างของอิฐแมกนีเซียมคาร์บอนหนาแน่น ในเวลาเดียวกันสมการ (3) และ (6) ยังได้รับความแข็งแรงในการดัดงออุณหภูมิสูงของอิฐ MgO-C ซึ่งเป็นสาเหตุที่อิฐ MgO-C ส่วนใหญ่ใช้ผงโลหะเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ อย่างไรก็ตามเนื่องจากสมการปฏิกิริยา (3) มาพร้อมกับเอฟเฟกต์ปริมาณมากปริมาณโลหะที่เพิ่มเข้ามาในอิฐคาร์บอนแมกนีเซียมักจะน้อยกว่า 3% ผลกระทบปริมาตรของโลหะ Si ในกระบวนการต่อต้านการออกซิเดชั่นมีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่โลหะ Si สร้าง M2S (2mgo · SiO2) เนื่องจากการเกิดออกซิเดชันของ SiO2 ซึ่งช่วยลดประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงของวัสดุ
นอกเหนือจากการทำปฏิกิริยากับคาร์บอนเพื่อสร้าง SIC แล้วผงโลหะ Si ยังสามารถสร้างเส้นใย SIC ที่มีลักษณะคล้ายหนวดเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ดังนั้นในฐานะที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระสำหรับอิฐ MgO-C ผงโลหะและผง Si มักใช้ร่วมกัน เมื่อออกแบบอิฐ MGO-C Slag สายใหม่ผงโลหะและผง SI จะถูกเพิ่มเป็นสารต้านอนุมูลอิสระและอายุการใช้งานของพวกเขานั้นยาวนานกว่าอิฐ MGO-C Slag สายดั้งเดิมดั้งเดิม จากมุมมองของโครงสร้างจุลภาคอิฐ MGO-C ที่มี AL, Si ฯลฯ เพิ่มและพูดคุยกันและกลไกต่อต้านการออกซิเดชั่นจะถูกวิเคราะห์ร่วมกับอุณหพลศาสตร์
เกี่ยวกับสารต้านอนุมูลอิสระโลหะอื่น ๆ โลหะผสม MG-AL มักใช้ จางจินและจู่โบกันเพิ่มผงโลหะผสม MG-Al เป็นสารต้านอนุมูลอิสระกับอิฐคาร์บอนแมกนีเซียมคาร์บอนต่ำ กลไกการออกฤทธิ์ของโลหะผสม Mg-Al นั้นคล้ายกับของ Al และ MG ยังช่วยเร่งการก่อตัวของชั้น periclase รองซึ่งเป็นการปรับปรุงความต้านทานออกซิเดชันของอิฐแมกนีเซียมคาร์บอนอย่างมีนัยสำคัญ
เมื่อเปรียบเทียบกับสารต้านอนุมูลอิสระของโลหะสารต้านอนุมูลอิสระที่ไม่ใช่โลหะได้รับการศึกษามากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาและยังแสดงคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระที่ดีมาก สารต้านอนุมูลอิสระที่ไม่ใช่โลหะส่วนใหญ่รวมถึง B4C, ZRB2, MGB2, TIN, SIC และอื่น ๆ แต่เมื่อเทียบกับสารต้านอนุมูลอิสระอื่น ๆ ผลของ SIC นั้นค่อนข้างแย่ สารต้านอนุมูลอิสระที่ไม่ใช่โลหะ (รับ B4C และ ZRB2 เป็นตัวอย่าง) จะได้รับปฏิกิริยาต่อไปนี้ในอิฐแมกนีเซียมคาร์บอน:
b4c +6 co =2 b2o 3+7 c (7)
zrb 2+5 co=zro 2+ b2o 3+5 c (8)
B2O3 ที่เกิดจากปฏิกิริยาจะทำปฏิกิริยากับ MGO และอื่น ๆ เพื่อสร้างชั้นปิดกั้นดังนั้นจึงป้องกันการเกิดออกซิเดชันอย่างต่อเนื่องของอิฐแมกนีเซียมคาร์บอน
โดยการวัดความสัมพันธ์ในการทำงานระหว่างการสูญเสียมวลคาร์บอนและอุณหภูมิ (13 0 0 และ 1,500 องศา) และเวลา (2, 4 และ 6h), ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันของตัวอย่างทนไฟ MGO-C ที่มีสารต้านอนุมูลอิสระ 0, 1% และ 3% (AL, SI, SIC และ B4C) เป็นที่เชื่อกันว่า B4C เป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่ 1300 องศาและ 1,500 องศาโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ 1,500 องศาผลกระทบจะดีกว่าอีกสามอย่างมากเนื่องจากชั้น MG3B2O6 ที่ผ่านไม่ได้และหนาแน่นเกิดขึ้นบนพื้นผิวของอิฐ แม้ว่า SIC ยังสามารถปรับปรุงความต้านทานออกซิเดชันของอิฐคาร์บอนแมกนีเซีย แต่ผลก็ยิ่งแย่ลงเมื่อเปรียบเทียบ วิธีการทดลองเช่นการวิเคราะห์ความร้อนและการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ยืนยันว่า B4C ออกซิไดซ์ในระหว่างกระบวนการยิงต่ำกว่า 1,000 องศาเพื่อให้ได้ 3mgo · B2O3 ที่มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง
MGB2 และสารต้านอนุมูลอิสระอื่น ๆ ถูกนำมาใช้ในวัสดุทนไฟของแมกนีเซียคาร์บอน พวกเขาถูกเผาในคาร์บอนที่ฝังและบรรยากาศทางอากาศ ผลการศึกษาพบว่าผลของสารต้านอนุมูลอิสระนั้นด้อยกว่า B4C และดีกว่าผงอัลและผง SI มันชี้ให้เห็นว่าส่วนที่มีมวลการเติมมวลที่สมเหตุสมผลของ MGB2 ในวัสดุทนไฟของแมกนีเซียคาร์บอนอยู่ที่ประมาณ 3% ตัวอย่างอิฐ MgO-C สองตัวอย่างที่ไม่มีสารเติมแต่งและมีการเตรียมดีบุกที่มีคาร์บอน 2% ผลการทดสอบความต้านทานการพังทลายของตะกรันแสดงให้เห็นว่าความต้านทานการกัดเซาะของตะกรันของตัวอย่างที่มีดีบุกนั้นดีกว่าตัวอย่างอย่างมีนัยสำคัญโดยไม่มีสารเติมแต่ง เหตุผลหลักที่ทำให้ดีบุกปรับปรุงความต้านทานการพังทลายของตะกรันของอิฐคาร์บอนแมกไนไซต์คือผลิตภัณฑ์ออกซิเดชั่น TiO2 ของดีบุกในชั้นปฏิกิริยาทำปฏิกิริยากับ CAO ในตะกรันเพื่อสร้าง catiO3 ด้วยจุดหลอมละลายของ 197 0 ระดับ; TiO2 เกิดจากการเกิดออกซิเดชันของดีบุกในชั้น decarburezed ทำปฏิกิริยากับ C, CAO และ MGO เพื่อสร้าง catio3 และ 2mgo TiO2, TIC, Ti (C, N) สารละลายที่เป็นของแข็ง ฯลฯ ล้วนเป็นเฟสแร่จุดหลอมเหลวสูงซึ่งเพิ่มความหนืดของตะกรันและลดการเจาะของตะกรันจึงช่วยปรับปรุงความต้านทานการพังทลายของตะกรันของอิฐแมกนีเซียมคาร์บอน ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อดีบุก (สัดส่วนมวล, 2%), ผงอลูมิเนียม (ส่วนมวล, 1%) และ B4C (ส่วนมวล, 0.5%) ถูกนำมาใช้ในการรวมกันความแข็งแรงของการโค้งงออุณหภูมิสูงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความต้านทานการกัดกร่อนของตะกรัน
