Hořčíkové hliníkové žáruvzdorné materiály

Žáruvzdorné materiály na bázi hořčíku a hliníku se používají v metalurgickém průmyslu k vyzdívky oceloniklových pecí a pecí na tavení hliníku, krytů elektrických pecí, vyzdívek ocelových pánví, vyzdívek zařízení pro rafinaci vakuového zpracování mimo ocelářské pece a tepelných akumulačních komor pro výrobu oceli v pecích pro tavení neželezných kovů-; Používá se v průmyslu stavebních materiálů k obložení vysokoteplotní zóny cementářských kalcinačních pecí, přechodových zón cementářských pecí a vysokoteplotních zón vápenných pecí; Používá se ve sklářském průmyslu pro mřížové cihly nebo mřížová tělesa v tepelných akumulačních komorách sklářských pecí; Používá se v průmyslu žárovzdorných materiálů pro díly s velkými teplotními změnami v žáruvzdorných pecích.
6. Žáruvzdorné výrobky z hořčíku a hliníku
Pánev je nepostradatelným a důležitým zařízením v ocelářském průmyslu. Jako žáruvzdorný materiál pro obložení pánve prošel několika zásadními změnami. Dříve se jako žáruvzdorné materiály používaly tradiční cihly ze slinuté hlíny a cihly třetí třídy s vysokým obsahem oxidu hlinitého, které během používání vykazovaly špatnou odolnost proti loupání a erozi. Životnost byla nízká, v průměru pouze 10krát, a po ošetření mohla dosáhnout pouze asi 20krát. S rozvojem technologie výroby oceli a zvyšující se poptávkou po žáruvzdorných materiálech pro vyzdívky pánví při rafinaci oceli se na počátku 20. století prosazovalo použití materiálu vyzdívky pánve z integrálního lití hořčíkového hliníku. Tento typ obložení má dobrou celkovou celistvost a výrazně zlepšuje svou životnost, ale má problém s dlouhou dobou pečení u ocelových pánví a se závažným struskováním. Pro většinu malých a středních- oceláren bez vyhrazeného vybavení je vybalení obtížné. Pro kompenzaci tohoto nedostatku byly úspěšně aplikovány hliníkohořčíkové nepálené cihly. Obkladové cihly se snadno staví, mají krátkou dobu vypalování a snadno se vybalují, ale stále existují problémy se snadným odstraňováním strusky a špatnou odolností proti loupání. Na tomto základě, aby se překonal problém se snadnou tvorbou strusky ve výstelce hliníkové hořčíkové nepálené cihlové pánve, byly koncem 90. let vyvinuty hliníkové hořčíkové uhlíkové nepálené cihly, aby nahradily hliníkové hořčíkové nepálené cihly. Tento materiál kombinuje vlastnosti materiálů hliníku a hořčíku a materiálů obsahujících uhlík. Hlavní výhody nepálených cihel z hliníku a hořčíku s uhlíkem jsou: žádné ztráty tavením cihelného švu, dobrá odolnost proti strusce a tepelným vibracím, překonání strukturálního odlupování způsobeného infiltrací roztavené oceli a strusky a výrazné zlepšení životnosti. Tento produkt upoutal pozornost lidí díky tomu, že se nespaluje nebo se spaluje při nízkých{17}}teplotách, což šetří energii, snižuje náklady a má významné ekonomické výhody.
Vynikající vlastnosti produktů na bázi hořčíku v kombinaci se spinelem (magnesium-hliník spinel), jako je odolnost proti strusce, odolnost proti odlupování a odolnost proti tečení, jsou již dlouho známy. Bývalý Sovětský svaz zahájil výzkum v roce 1942 a vývoj produktu v roce 1964, ale Evropa o tento produkt projevila výrazný zájem až koncem 70. let. Japonsko začalo používat spinelové cihly z hořčíku a hlinitého v cementářském průmyslu v roce 1976. V posledních letech se v mezinárodním měřítku stále více provádí výzkum hořčíkohlinitého spinelu a jeho produktů.
Magnesium-hliníkový spinel (MgO · Al2O3) má vysoký bod tání, nízkou tepelnou roztažnost, nízké tepelné namáhání a dobrou tepelnou vibrační stabilitu. Zároveň má stabilní chemické vlastnosti a silnou odolnost vůči alkalické strusce. Je to hlavní bod pro použití hliníkových hořčíkových nepálených cihel a jedna z klíčových látek pro zvýšení jejich životnosti. Vzhledem k postupnému vyspělosti technologie umělé syntézy hořčíkového hliníkového spinelu v posledních letech bylo možné přímo vyrábět pánvové cihly pomocí syntetických spinelových materiálů, což může výrazně zlepšit jejich vlastnosti.
Kvalita spinelu magnesia alumina je jednou z klíčových otázek souvisejících s tím, zda mohou cihly z magnesia alumina spinelu dosáhnout vhodných výsledků. Prostřednictvím laboratorních experimentů a zavedení příslušných údajů bylo zjištěno, že spinel bohatý na hořčík vykazuje dobrou odolnost proti korozi, strukturální odolnost proti odlupování a odolnost vůči tepelným vibracím v rozmezí 20 % až 30 %. Ve výrobním procesu ocelových pánví však existují různé podmínky a faktory a je rozumné požadovat, aby množství přidaného hořčíku a hliníku spinelu bylo mezi 30 % a 40 %. Proto je v procesu výroby cihel kromě přidávání vyrobeného umělého spinelu nutné přidávat také tavený hořčíkový prášek a korundový prášek pro vytvoření sekundárního spinelu během použití Aby se zlepšila kvalita cihelného tělesa, je třeba věnovat zvláštní pozornost výběru surovin pro kontrolu obsahu škodlivých nečistot, zejména látek s nízkým bodem tání Na20 a K2O.
Chemický vzorec hořečnatohlinitého spinelu (také známého jako spinel) je MgO-Al2O3, obsahující 28,3 % Mg0 a 71,7 % Al2O3. Spinel je pouze přechodná sloučenina ve fázovém diagramu binárního systému Mg0-Al2O3 s bodem tání 2135 C. Bartha poukázal na to, že ve srovnání s magnesia chrom spinel má hořčík-hliníkový spinel hlavní výhody silné korozní odolnosti vůči redukčním atmosférám, jako je volný CO2, volný SO2/SO3 a volný K2O/Na2O a také dobrou tepelnou stabilitu a odolnost proti opotřebení. V současnosti se obsah Na2O ve většině spinelových žáruvzdorných materiálů používaných v průmyslové výrobě pohybuje mezi 8 % a 15 %.
Výrobní proces spinelových cihel z oxidu hořečnatého a hlinitého je následující.
Magnesiový písek (nebo tavený hlinitanový spinelový písek) - drcení - prosévání (jemné mletí - jemný prášek) - suroviny - míchání - formování - sušení - vysoko{8}}vypalování - produktů
Výrobní proces hořčíkového hliníkového spinelu je následující.
Magnesiový písek a tavený magnézio-hlinitý spinelový písek se drtí podle postupu, aby se dosáhlo požadovaného složení částic a jemné práškové jemnosti kameniva Přísně zvažte a promíchejte připravené kamenivo a jemné prášky podle požadavků procesu a přidejte určité množství pojiva; Míchejte v mixéru 15-20 minut, vytvarujte na třecím lisu a sušte polotovar 8-16 hodin; Vysušené cihly vložte do tunelové pece a vypalte je při maximální teplotě výpalu 1660-1680 °C
Suroviny pro nepálené cihly z magnesia aluminového spinelu jsou vybrány ze slinutého magnezitového písku střední{0}}rozsahu, předem syntetizovaného magnesia aluminového spinelu, silikonového mikroprášku a aluminového mikroprášku.
Vzhledem k vysoké teplotě potřebné pro vypalování nepálených cihel je lze po vypálení přímo použít ke zdění. Požadavky na pevnost pro nepálené cihly při pokojové teplotě jsou proto poměrně přísné a použité pojivo musí také splňovat následující požadavky: dobrý pojivový účinek na nepálené cihly složené převážně z magnéziového písku, dostatečná pevnost formy pro lisované cihlové polotovary a pevnost při pokojové teplotě vyšší než 40 MPa po vypálení, aby byly splněny požadavky na přepravu a zdění; Pojivo se snadno používá Nekomplikujte výrobní proces: Lepicí výkon pojiva by měl být silný a přidané množství by mělo být malé, aby se zabránilo výraznému snížení výkonu při vysokých-teplotách nepálených cihel.
V současnosti se obvykle volí dva typy pojiv: jedním je roztok vodního skla a jako tvrdidlo používá fluorokřemičitan sodný; Druhým typem je polyfosfát jako pojivo s dávkou 0,8 % až 1,0 %. Po ošetření 200T x 24 hodin dosáhla pevnost v tlaku při pokojové teplotě 80MPa; Při použití směsi vodního skla a fluorokřemičitanu sodného jako pojiva je přidané množství poměrně velké. Teoreticky bude výkon produktu při vysokých teplotách ovlivněn zavedením příliš velkého množství Na2O.
U hořčíkových žáruvzdorných materiálů, když se jako pojivo používá polyfosfát, jsou všechny body tání Mg (H2PO4) 2, Mg (PO3) 2, MgHPO4 a Mg2HP2O4 generované z hořčíkového písku velmi vysoké. Během procesu zahřívání může také dojít k polymeraci, která pomáhá zlepšit pevnost materiálu, aniž by došlo k fázovému přechodu a způsobilo uvolnění struktury pojiva, což má za následek vysokou pevnost při pokojové až střední teplotě. Z hlediska výrobní technologie lze polyfosfát přidávat v pevné formě nebo rozpuštěný ve vodě v kapalné formě, díky čemuž je jeho použití pohodlnější a jednodušší. Může splnit potřeby-velké průmyslové výroby, ale výrobní náklady jsou o něco vyšší.
Stanovení množství přidaného spinelu: Bohatý hořčíkový spinel se zavádí do nepálených cihel ve formě prášku za účelem předběžného zapuštění části krystalických zárodků spinelu do nepálené cihlové matrice, aby hořčíkový písek a mikroprášek oxidu hlinitého mohly během použití podstoupit spinelovou petrifikační reakci založenou na tomto krystalovém jádru, která může snadno vytvořit MA{0}}jako slinovanou cihlu a brzy tak vytvořit nevazebnou fázi. struktura krystalické fáze podobná jako u produktů pálených spinelem z oxidu hořečnatého a hlinitého, aby se dosáhlo účelu odolnosti vůči alkalické korozi a odolnosti proti odlupování. Teoreticky je síla vazby této fáze MA-1/1 vyšší než u fáze MA-M. A je málo citlivý na atmosféru uvnitř pece a možné místní redukční podmínky. Pokud jde o jeho přídavné množství, zavádění spinelu bohatého na hořčík jako prášku by nemělo být příliš velké, jinak to ovlivní spékání nepálených cihel během používání. Je vhodnější řídit zaváděné množství spinelu bohatého na hořčík mezi 1 % a 1,5 %.
7. Aplikace hlinito-hořečnatých spinelových cihel v cementářských rotačních pecích:
S vyspělostí technologie domácích rotačních pecí jsou hlinito-hlinité spinelové cihly široce používány v oblasti nestabilního pláště pece s ocasem v cementářských rotačních pecích. Jeho výkon se odráží především v: dobrém výkonu pláště vypalovací pece, vynikající odolnosti proti tepelným šokům a proti odlupování a silné fyzikální a chemické stabilitě. Mezi různými žáruvzdornými cihlami používanými v cementářských rotačních pecích jsou spinelové cihly z oxidu hořečnatého a hlinitého poměrně komplexním typem žáruvzdorných cihel.