Žiaruvzdorné materiály z horčíka a hliníka

Žiaruvzdorné materiály na báze horčíka a hliníka sa používajú v metalurgickom priemysle na vymurovanie oceľových niklových pecí a pecí na tavenie hliníka, krytov elektrických pecí, obloženia oceľových panví, výmurovky zariadení na rafináciu vákuového spracovania mimo pecí na výrobu ocele a komôr na skladovanie tepla s otvorenými nístejmi pri výrobe ocele v peciach na tavenie neželezných kovov; Používa sa v priemysle stavebných materiálov na obloženie vysokoteplotných zón cementárskych kalcinačných pecí, prechodových zón cementárskych pecí a vysokoteplotných zón vápenných pecí; Používa sa v sklárskom priemysle na mriežkové tehly alebo mriežkové telesá v komorách na skladovanie tepla v sklárskych peciach; Používa sa v priemysle žiaruvzdorných materiálov na diely s veľkými teplotnými zmenami v žiaruvzdorných peciach.
6. Žiaruvzdorné výrobky z horčíka a hliníka
Naberačka je nepostrádateľným a dôležitým zariadením v oceliarskom priemysle. Ako žiaruvzdorný materiál na výstelku panvy prešiel niekoľkými zásadnými zmenami. Predtým sa ako žiaruvzdorné materiály používali tradičné spekané hlinené tehly a tehly tretieho stupňa s vysokým obsahom oxidu hlinitého, ktoré počas používania vykazovali slabú odolnosť voči odlupovaniu a erózii. Životnosť bola nízka, v priemere len 10-krát a po ošetrení mohla dosiahnuť len asi 20-krát. S rozvojom technológie výroby ocele a zvyšujúcim sa dopytom po žiaruvzdorných materiáloch na vymurovanie panvy pri rafinácii ocele sa začiatkom 20. storočia presadilo používanie materiálu na vymurovanie panvy z integrálneho odlievania horčíka a hliníka. Tento typ obloženia má dobrú celkovú integritu a výrazne zlepšuje svoju životnosť, ale má problém s dlhým časom pečenia pre oceľové naberačky a so závažným troskou. Pre väčšinu malých a stredných-oceliarní bez špeciálneho vybavenia je vybalenie zložité. Na kompenzáciu tohto nedostatku sa úspešne aplikovali hliníkovo-horčíkové nepálené tehly. Obkladové tehly sa ľahko stavajú, majú krátky čas pečenia a ľahko sa vybaľujú, ale stále existujú problémy s ľahkým odstraňovaním trosky a slabou odolnosťou voči odlupovaniu. Na tomto základe, aby sa prekonal problém ľahkej tvorby trosky vo výstelke hliníkovo-horčíkovej nepálenej tehlovej panvy, bola koncom 90-tych rokov vyvinutá hliníkovo-horčíková uhlíková nepálená tehla ako náhrada hliníkovo-horčíkovej nepálenej tehly. Tento materiál kombinuje vlastnosti hliníkovo-horčíkových materiálov a materiálov obsahujúcich uhlík. Hlavné výhody nepálených tehál z hliníka a horčíka s uhlíkom sú: žiadne straty pri tavení tehál, dobrá odolnosť proti troske a tepelná odolnosť voči vibráciám, prekonanie štrukturálneho odlupovania spôsobeného infiltráciou roztavenej ocele a trosky a výrazné zlepšenie životnosti. Tento produkt upútal pozornosť ľudí vďaka tomu, že nespaľuje alebo{17}}vypaľuje pri nízkej teplote, čo šetrí energiu, znižuje náklady a má významné ekonomické výhody.
Vynikajúce vlastnosti produktov na báze horčíka v kombinácii so spinelom (magnéziumhlinitý spinel), ako je odolnosť voči troske, odolnosť proti odlupovaniu a odolnosť proti tečeniu, sú už dlho známe. Bývalý Sovietsky zväz začal výskum v roku 1942 a vývoj produktu v roku 1964, ale Európa neprejavila výrazný záujem o tento produkt až do konca 70. rokov. Japonsko začalo používať magnéziovo-hlinité spinelové tehly v cementárskom priemysle v roku 1976. V posledných rokoch sa v medzinárodnom meradle čoraz viac uskutočňuje magnéziovo-hlinitý spinel a jeho produkty.
Horčík-hliníkový spinel (MgO · Al2O3) má vysoký bod topenia, nízku tepelnú rozťažnosť, nízke tepelné namáhanie a dobrú tepelnú stabilitu voči vibráciám. Zároveň má stabilné chemické vlastnosti a silnú odolnosť voči alkalickej troske. Je to základ pre použitie hliníkových horčíkových nepálených tehál a jedna z kľúčových látok na zlepšenie ich životnosti. Vďaka postupnej zrelosti technológie umelej syntézy horčíkovo-hliníkového spinelu v posledných rokoch bolo možné priamo vyrábať panvové tehly pomocou syntetizovaných spinelových materiálov, čo môže výrazne zlepšiť ich vlastnosti.
Kvalita spinelu z hlinito-hlinitého je jednou z kľúčových otázok súvisiacich s tým, či môžu tehly z hlinito-hlinitého spinelu dosiahnuť vhodné výsledky. Prostredníctvom laboratórnych experimentov a zavedením relevantných údajov sa zistilo, že spinel bohatý na horčík vykazuje dobrú odolnosť proti korózii, štrukturálnu odolnosť proti odlupovaniu a odolnosť voči tepelným vibráciám v rozsahu 20 % až 30 %. Vo výrobnom procese oceľových naberačiek však existujú rôzne podmienky a faktory a je rozumné vyžadovať, aby množstvo pridaného horčíka a hliníka spinelu bolo medzi 30 % a 40 %. Preto je v procese výroby tehál okrem pridávania vyrobeného umelého spinelu potrebné pridávať aj tavený horčíkový prášok a korundový prášok na generovanie sekundárneho spinelu počas používania Aby sa zlepšila kvalita tehlového telesa, osobitná pozornosť by sa mala venovať výberu surovín na kontrolu obsahu škodlivých nečistôt, najmä látok s nízkou teplotou topenia Na20 a K2O.
Chemický vzorec horčíka a hliníka spinelu (tiež známeho ako spinel) je MgO-Al2O3, ktorý obsahuje 28,3 % Mg0 a 71,7 % Al2O3. Spinel je iba prechodná zlúčenina vo fázovom diagrame binárneho systému Mg0-Al2O3 s teplotou topenia 2135 C. Bartha poukázal na to, že v porovnaní s magnézio-chrómovým spinelom má horčík-hlinitý spinel hlavné výhody silnej koróznej odolnosti voči redukčným atmosférám, ako je voľný CO2, voľný SO2/SO3 a voľný K2O/Na2O, ako aj dobrá tepelná stabilita a odolnosť proti opotrebovaniu. V súčasnosti sa obsah Na2O vo väčšine spinelových žiaruvzdorných materiálov používaných v priemyselnej výrobe pohybuje medzi 8 % a 15 %.
Proces výroby spinelových tehál z magnézia a hlinitého je nasledujúci.
Magnéziový piesok (alebo tavený hlinitanový spinelový piesok) - drvenie - preosievanie (jemné mletie - jemný prášok) - suroviny - miešanie - vytváranie - sušenie - vysoko{8}}vypaľovanie - produktov
Výrobný proces horčíka a hliníka spinel je nasledujúci.
Magnéziový piesok a tavený hlinito-hlinitý spinelový piesok sa drvia podľa postupu, aby sa dosiahlo požadované zloženie častíc a jemná prášková jemnosť kameniva Pripravené kamenivo a jemné prášky sa presne odvážia a premiešajú podľa požiadaviek procesu a pridá sa určité množstvo spojiva; Miešajte v mixéri 15-20 minút, vytvarujte na trecom lise a sušte polotovar 8-16 hodín; Vysušené tehly vložte do tunelovej pece a vypaľujte pri maximálnej teplote výpalu 1660-1680°C
Suroviny pre nepálené tehly z hlinito-hlinitého spinelu sa vyberajú zo spekaného magnéziového piesku strednej{0}}rozsahu, vopred syntetizovaného hlinito-hlinitého spinelu, kremíkového mikroprášku a mikroprášku z oxidu hlinitého.
Kvôli vysokej teplote potrebnej na pálenie nepálených tehál je možné ich po upečení priamo použiť na murovanie. Požiadavky na pevnosť pre nepálené tehly pri izbovej teplote sú preto relatívne prísne a použité spojivo musí spĺňať aj tieto požiadavky: dobrý lepiaci účinok na nepálené tehly zložené hlavne z magnéziového piesku, dostatočná pevnosť formy pre lisované tehlové polotovary a pevnosť pri izbovej teplote nad 40 MPa po vypálení, aby sa splnili požiadavky na prepravu a murovanie; Spojivo sa ľahko používa Nekomplikujte výrobný proces: Lepiaca schopnosť spojiva by mala byť silná a pridané množstvo by malo byť malé, aby sa predišlo výraznému zníženiu výkonu nepálených tehál pri vysokých{2}}teplotách.
V súčasnosti sa zvyčajne vyberajú dva typy spojív: jedným je roztok vodného skla a ako tvrdidlo sa používa fluorokremičitan sodný; Ďalším typom je polyfosfát ako spojivo s dávkou 0,8 % až 1,0 %. Po ošetrení 200 T x 24 hodín pevnosť v tlaku pri teplote miestnosti dosiahla 80 MPa; Pri použití zmesi vodného skla a fluorokremičitanu sodného ako spojiva je pridané množstvo relatívne veľké. Teoreticky bude výkon produktu pri vysokej teplote ovplyvnený zavedením príliš veľkého množstva Na2O.
V prípade horčíkových žiaruvzdorných materiálov, keď sa ako spojivo používa polyfosfát, sú všetky teploty topenia Mg (H2PO4) 2, Mg (PO3) 2, MgHPO4 a Mg2HP2O4 generované z horčíkového piesku veľmi vysoké. Počas procesu zahrievania môže dôjsť aj k polymerizácii, ktorá pomáha zlepšiť pevnosť materiálu bez fázového prechodu a spôsobenia uvoľnenia štruktúry spojiva, čo má za následok vysokú pevnosť pri izbovej až strednej teplote. Z hľadiska výrobnej technológie môže byť polyfosfát pridaný v pevnej forme alebo rozpustený vo vode v tekutej forme, čo uľahčuje a zjednodušuje použitie. Dokáže uspokojiť potreby-veľkej priemyselnej výroby, no výrobné náklady sú o niečo vyššie.
Stanovenie množstva pridaného spinelu: Bohatý horčíkový spinel sa zavádza do nepálených tehál vo forme prášku za účelom predbežného zabudovania časti jadier spinelových kryštálov do nepálenej tehlovej matrice, aby magnéziový piesok a mikroprášok oxidu hlinitého mohli počas používania podstúpiť spinelovú petrifikačnú reakciu založenú na tomto kryštálovom jadre, čím sa ľahko vytvorí MA{0}}spekanie ako možné spekanie tehly a čo najskôr vznikne MA štruktúra kryštálovej fázy podobná štruktúre produktov vypálených spinelom z oxidu horečnatého a hlinitého, aby sa dosiahol účel odolnosti voči alkalickej korózii a odolnosti proti odlupovaniu. Teoreticky je sila väzby tejto MA-1/1 fázy vyššia ako sila MA-M fázy. A je málo citlivý na atmosféru vo vnútri pece a možné miestne redukčné podmienky. Pokiaľ ide o jeho pridané množstvo, zavedenie spinelu bohatého na horčík ako prášku by nemalo byť príliš veľa, inak to ovplyvní spekanie nespálených tehál počas používania. Je vhodnejšie kontrolovať zavádzané množstvo spinelu bohatého na horčík medzi 1 % a 1,5 %.
7. Použitie magnézio-hlinitých spinelových tehál v cementových rotačných peciach:
S vyspelosťou domácej technológie rotačných pecí sa spinelové tehly z magnézia a hlinitého široko používajú v oblasti nestabilného plášťa pece s chvostom v cementových rotačných peciach. Jeho výkon sa odráža hlavne v: dobrom výkone plášťa závesnej pece, vynikajúcej odolnosti proti tepelným šokom a proti odlupovaniu a vysokej fyzikálnej a chemickej stabilite. Spomedzi rôznych žiaruvzdorných tehál používaných v cementových rotačných peciach sú spinelové tehly magnézia a hlinitého relatívne komplexným typom žiaruvzdorných tehál.