Penyelidikan dan penerapan kekonduksian terma rendah magnesium-aluminium spinel bata penebat haba
Abstrak: Untuk menyelesaikan masalah kekonduksian terma yang tinggi dari batu bata magnesium-aluminium, sifat sintering dan mikrostruktur nadir oksida magnesium-aluminium spinel refractory agregat dipelajari. Micropowder industrial -alumina dan pasir magnesia elektrofused digunakan sebagai bahan mentah utama, natrium dodecylbenzene sulfonat (SDBs) digunakan sebagai agen bertiup, dan dextrin digunakan sebagai ejen mengikat untuk menyediakan spinel magnesia -alum, Masing-masing, dan sintered pada 1600 darjah dengan pemeliharaan haba masing-masing 3h, dan sampel ditentukan oleh sintering kepadatan pukal, keliangan yang jelas, dan sampel sintered oleh XRD, SEM, eds dan cara lain yang mencirikan komposisi fasa dan mikrostruktur. Pengenalan oksida nadir bumi pada sintering magnesium-aluminium spinel mempunyai kesan promosi, ketumpatan pukal sampel, kekuatan mampatan sampel dalam penambahan SM3O2 sebanyak 1.5wt% mencapai maksimum, masing-masing, 2.28g\/cm³ dan 50.5mpa. Oksida nadir bumi dengan spinel magnesium-aluminium untuk membentuk penyelesaian pepejal penggantian, dengan itu mempromosikan sintering magnesium-aluminium spinel densifikasi, kekosongan kationik dan kecacatan kisi kristal magnesium-aluminium. Mengagumi perkembangan dan pertumbuhan kristal spinel magnesium-aluminium, melalui produk yang diperbuat daripada bahan mentah ini mempunyai pengurangan kekonduksian terma yang signifikan daripada produk yang serupa.
1.PREAMBLE
Pada masa ini, penggunaan tenaga kilat simen China sangat serius, terutamanya tanur berputar simen yang sedia ada sebelum dan selepas zon peralihan bahan refraktori tanpa perlindungan kulit kiln, batu bata refraktori secara langsung tertakluk kepada hakisan material, beban terma dan kesan tekanan mekanikal, penggunaan keadaan yang sangat kasar. Pada masa ini, zon peralihan kiln simen berskala besar China biasanya menggunakan bata silika, bata merah silika atau bata spinel magnesia-aluminium, hayat perkhidmatan pada dasarnya memenuhi keperluan pengeluaran simen. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh magnesium-aluminium spinel bata dan bata silika, kekonduksian terma bata merah silika, magnesium-aluminium spinel bata lebih besar daripada atau sama dengan 3. Jadi, sehingga 400 darjah. Suhu dinding silinder yang lebih tinggi membawa satu siri masalah, seperti peningkatan penggunaan arang batu ton simen klinker, meningkatkan pelepasan gas mencemarkan, dan serius menyebabkan "kiln merah", yang mempengaruhi operasi kemen kemol yang selamat.
Refractory ringan terutamanya melalui pengenalan sejumlah liang ke dalam bahan, tanpa mengurangkan kekuatan bahan refraktori pada masa yang sama, mempunyai kekonduksian terma yang lebih rendah; Dalam penjimatan tenaga pada masa yang sama juga dapat mengurangkan penggunaan sumber dalam proses penyediaan bahan mentah dan perkhidmatan, adalah arah penyelidikan dan pembangunan bahan refraktori. Oleh itu, perkembangan kekonduksian terma rendah magnesia-aluminium spinel ringan refraktori ringan adalah penting praktikal untuk penjimatan tenaga dan pengurangan penggunaan dalam industri simen.
2.Test
Bahan 2.1test
Untuk ujian, alumina (saiz zarah kurang daripada atau sama dengan {{0}}. 088 mm) dan magnin elektrofused (saiz zarah kurang daripada atau sama dengan 0.088 mm) Penstabil busa, dan yttrium oksida (Y2O3), ytterbium oksida (Yb2O3), lanthanum oxide (La2o3) dan samarium oksida (Sm2O3) sebagai bahan tambahan.
Jadual 1 Komposisi kimia bahan mentah
2.2 Perumusan Ujian dan Penyediaan Sampel
Alumina dan pasir magnesium electrofused dicampur dengan 1: 1 (nisbah molar), oksida nadir bumi sebagai tambahan, dan kemudian tambah 35% air, 0. Acuan, dalam proses mencurahkan acuan harus dimuatkan dengan bahan dan berdebar -debar, isi acuan dengan penuh bahan selepas acuan pada formula ujian ditunjukkan dalam Jadual 2.
Jadual 2 Formulasi Eksperimen (WT%)
2.3 Pengendalian Spesimen dan Ujian Prestasi
Selepas mencetak, spesimen dikeringkan secara semulajadi selama 24 jam, dan kemudian diturunkan ke dalam kotak pengeringan pada 110 darjah selama 12 jam. Akhirnya, spesimen kering telah dikalkulasikan pada 1600 darjah selama 3 jam. Komposisi fizikal dianalisis dengan menggunakan penganalisis difraksi sinar-X (difraktometer serbuk X'pert Panalytical) dan ketumpatan pukal, keliangan yang jelas, dan kekuatan mampatan suhu bilik spesimen diukur. Ketumpatan pukal, keliangan yang jelas, dan kekuatan mampatan suhu bilik spesimen diukur.
3. Analisis dan perbincangan hasil eksperimen
Rajah 1 Hubungan antara oksida nadir bumi yang berlainan dan ketumpatan pukal dan keliangan spesimen yang jelas
Kesan oksida nadir bumi yang berlainan pada ketumpatan pukal dan keliangan yang jelas dari agregat ringan magnesium-aluminium spinel ditunjukkan dalam Rajah 1. Sampel dengan penambahan SM2O3 mempunyai ketumpatan pukal tertinggi dan keliangan yang paling rendah sebanyak 2.15 g\/cm³ dan 35.27%, masing -masing. Apabila 1% berat Yb2O3 ditambah, sampel mempunyai kepadatan pukal yang agak tinggi dan keliangan yang jelas sebanyak 2.13 g\/cm³ dan 47.77%, masing -masing.
Rajah 2 Kesan oksida nadir yang berbeza pada kekuatan mampatan spesimen pada suhu bilik
Kesan oksida bumi yang berbeza pada kekuatan mampatan spesimen ditunjukkan dalam Rajah 2. Daripada angka, dapat dilihat bahawa penambahan oksida nadir bumi adalah kondusif untuk meningkatkan kekuatan mampatan agregat ringan spinel Mg-Al, dan kekuatan mampatan adalah tertinggi apabila penambahan SM2O3 adalah 1 wt%, yang mencapai 46.8 MPA. Ini disebabkan terutamanya oleh hakikat bahawa sifat sintering SM2O3 adalah yang terbaik, dan hasilnya juga konsisten dengan hasil ujian kepadatan pukal.
Rajah 3 Corak difraksi sinar-X spesimen dengan bahan tambahan oksida nadir yang berbeza
Corak difraksi sinar-X spesimen dengan kandungan 1% berat dari pelbagai jenis oksida nadir bumi ditunjukkan dalam Rajah 3. Spesimen tanpa ditambah oksida nadir bumi menunjukkan puncak difraksi sengit yang dikaitkan dengan MGO sekitar 46 darjah. Sebaliknya, puncak difraksi MGO pada 46 darjah dalam sampel yang doped dengan Y2O3, SM2O3 dan LA2O3 jelas lemah atau bahkan hilang, menunjukkan bahawa pembangunan dan pembentukan MGAL2O4 lebih lengkap dalam ketiga -tiga sampel ini. Perlu diingat bahawa dalam sampel YB2O3, puncak difraksi pada 46 darjah masih jelas, yang menunjukkan bahawa kesan sintering yang mempromosikan Yb2O3 lebih miskin daripada tiga oksida nadir yang lain.
Ringkasnya hasilnya, dapat dilihat bahawa penambahan oksida nadir bumi sebagai agen mineralisasi dapat mempromosikan pembentukan mgal2O4, di mana sampel dengan penambahan SM2O3 mempunyai kepadatan pukal yang agak tinggi dan kekuatan mampatan. Oleh itu, kesan penambahan SM2O3 pada ketumpatan pukal dan keliangan spesimen yang jelas disiasat secara khusus, dan hasilnya ditunjukkan dalam Rajah 4.
Rajah 4 Kesan penambahan SM2O3 yang berbeza pada keliangan yang jelas dan ketumpatan pukal spesimen
Hubungan antara penambahan SM2O3 dan keliangan yang jelas dan ketumpatan pukal spesimen ditunjukkan dalam Rajah 4. Dari angka, dapat dilihat bahawa trend variasi keliangan yang jelas dan ketumpatan pukal bertentangan. Dengan peningkatan kandungan samarium oksida dalam spesimen, keliangan yang jelas berkurangan dan ketumpatan pukal meningkat dengan peningkatan jumlah samarium oksida dalam julat 0 ~ 1.5 wt%. Apabila kandungan samarium oksida adalah 1.5%berat, keliangan adalah yang paling rendah dan ketumpatan pukal adalah yang tertinggi. Walau bagaimanapun, apabila kandungan samarium oksida melebihi 1.5%berat, keliangan yang jelas mula meningkat dan ketumpatan pukal mula berkurangan.
Rajah 5 Kesan kandungan SM2O3 yang berlainan pada kekuatan mampatan spesimen pada suhu bilik
Hubungan antara kandungan samarium oksida yang berlainan dan kekuatan mampatan suhu bilik spesimen ditunjukkan dalam Rajah 5. Seperti yang dapat dilihat dari angka, apabila kandungan samarium oksida dalam spesimen adalah dalam julat 0 ~ 1.5wt%, kekuatan mampatan suhu normal spesifikasi adalah prime adalah primer ke atas. Apabila kandungan samarium oksida adalah 1.5% berat, kekuatan mampatan spesimen adalah nilai maksimum, iaitu 94% lebih tinggi daripada spesimen tanpa samarium oksida. Walau bagaimanapun, apabila kandungan samarium oksida melebihi 1.5%berat, kekuatan mampatan pada suhu bilik mula berkurangan. Ia menunjukkan bahawa penambahan samarium oksida dapat meningkatkan kekuatan mampatan agregat ringan Mg-alse.
XRD sampel dengan kandungan SM2O3 yang berlainan, sampel yang disediakan mempunyai puncak difraksi Mgal2O4 yang kuat. Perbandingan dengan diffractograms spesimen tanpa bahan tambahan dalam Rajah 3 mendedahkan bahawa puncak difraksi MGO dari SM2O 3- yang mengandungi spesimen agak rata, di antaranya puncak difraksi magnesium oksida adalah yang paling rata apabila tambahan SM2O3 adalah 1.5 wt%. Ini menunjukkan bahawa penambahan SM2O3 dapat mempromosikan pembentukan magnesium-aluminium spinel. Ia juga perlu diperhatikan bahawa pada 34.2 darjah dan 23.7 darjah (1.5%berat), SM2O3 bertindak balas dengan kekotoran dalam bahan mentah untuk menghasilkan titik lebur yang tinggi fasa silikat bumi Ca2SM8 (SiO4) 6O2 menggantikan imej kaca silikat yang rendah. Puncak spinel magnesium-aluminium dan puncak magnesit dari sampel yang disediakan telah dialihkan ke tahap tertentu, yang disebabkan oleh struktur elektron 4F dan bahan kimia yang diketuai oleh sm {{32}. akhirnya mempromosikan sintering.
4. Kesimpulan
Dalam sintesis agregat ringan spinel mg-al, penambahan yttrium oksida, ytterbium oksida, lanthanum oksida dan samarium oksida dapat meningkatkan ketumpatan pukal, mengurangkan keliangan yang jelas, meningkatkan kekuatan mampatan, dan mempromosikan pembentukan mg-al yang lebih baik. Apabila penambahan SM2O3 mencapai 1.5%berat, sampel mempunyai keliangan terendah dan ketumpatan pukal tertinggi sebanyak 2.28 g\/cm³ dan 31.72%, masing -masing.
5. Applications
Melalui teknologi di atas, kekonduksian terma yang rendah pelbagai lapisan magnesium-aluminium spinel bata digunakan dalam 24-32 meter, suhu purata adalah 43 darjah lebih rendah daripada bata spinel magnesium-aluminium, dan kehidupan perkhidmatan mencapai lebih daripada 12 bulan. Kekonduksian terma yang rendah magnesium-aluminium spinel bata bukan sahaja diiktiraf oleh pelanggan di dalam negeri, tetapi juga telah digunakan dalam banyak kiln berputar oleh pelanggan luar negara seperti Mexico Cement dan Turki, dan telah sangat dipuji.
Menujukan kepada masalah penggunaan tenaga yang tinggi dan pelepasan karbon yang tinggi dalam industri simen, kekonduksian terma yang rendah multilayer komposit komposit magnesia-alumina spinel bata mempunyai ciri-ciri canggih berikut: pengoptimuman lapisan kerja melalui bentuk komposit yang sama dan meningkatkan daya tahan terhadap penentangan terhadap lapisan penebat. Lembaga serat alumina bertetulang zirkonia dengan rintangan suhu tinggi yang sangat baik dipilih sebagai bahan untuk lapisan penebat haba melalui kajian bahan-bahan penebat haba yang berbeza. Semasa proses penyediaan, proses pengeluaran inovatif digunakan untuk merealisasikan pencetakan dan penembakan serentak, memudahkan proses, mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan pengeluaran. Kekonduksian terma rendah magnesium-aluminium spinel bata kekonduksian terma 2. 4-2.
Melalui penggunaan sebenar maklum balas pelanggan yang rendah kekonduksian terma berbilang lapisan komposit magnesium-aluminium spinel bata secara berkesan dapat mengurangkan suhu silinder pada zon peralihan tanur simen, penjimatan tenaga dan manfaat pengurangan karbon. Untuk penjimatan tenaga dan pengurangan pelepasan kiln simen memberikan arah baru.
Zinfon Refractory Technology Co., Ltd
Kami adalah pembekal bahan refraktori yang mengintegrasikan R & D, pengeluaran, pembinaan, pergudangan dan perdagangan.
Kami menawarkan pelbagai refraktori magnesia dan alumina termasuk produk berbentuk dan tidak dibentuk, bahan mentah dan produk kimia yang berkaitan.
Kami disahkan kepada ISO9001, ISO14001, ISO45001 dan pensijilan nasional dan tempatan yang lain seperti berikut: