Az ipari kemencék energiatakarékossága mindig is kulcskérdés volt, amelyet sürgősen meg kell oldaniuk a nagy energiafogyasztóknak, mint például a kohászat, a gépipar és a vegyipar. Könnyű, kis térfogatsűrűségű és alacsony hővezető képességű hőszigetelő anyagok alkalmazása kemence burkolatként az egyik hatékony megoldás. Alacsony hővezető képessége, alacsony hőkapacitása, magas hőmérséklet-állósága, jó hősokkállósága, nagy méretpontossága és egységes szerkezete miatt a mullit hőszigetelő tűzálló téglák különböző területeken alkalmazhatók, mint például a kohászat, petrolkémia, építőanyagok, kerámia, és gépek. Ez a fajta ipari kemence forró felületi burkolata és hátlapja, mivel közvetlenül érintkezhet a lánggal, rendkívül kiváló hőszigetelő tűzálló anyag.
A mullit hőszigetelő tűzálló téglák az anyagon belüli lyukak kialakításával érik el a könnyű súly és hőszigetelő hatást. Ezért az előkészítés elve az, hogy pórusokat kell bevinni az anyagba, beleértve a kiégési módszert, a habos módszert és a kémiai módszert. Általános módszerek, mint például a reakciómódszer, a porózus anyagok módszere, a gél fröccsöntési módszer, a fagyasztva szárítási módszer és az in situ lebontási módszer. Ezek közül a kiégési módszer az eltérő formázási módok miatt extrudálási módszerre és gépi préselési módszerre osztható. A mullittéglák teljesítményét a különböző előkészítési eljárások jelentősen befolyásolják. A különböző eljárások mullittéglákra gyakorolt hatásának feltárása érdekében kísérleteket végeztünk mullittégla előállítására három módszerrel: gépi préselési módszerrel, extrudálásos módszerrel és habos módszerrel. És összehasonlította a teljesítményét.
Kísérlet
1.1 Nyersanyagok
The main raw materials for the experiment are as follows: clay, calcined alumina ((ω(Al₂0₃)≥99, D0.5 is 0.043-0.1mm), calcined mullite powder ω(Al₂0₃)≥65, D0.5 is 0.1-0.5mm), Tabular corundum, (ω(Al₂0₃)>199,4, D0,5: 0.043-0,2 mm), kianit és szilimanit. A kísérletben használt habosítószer nátrium-dodecil-szulfonát volt. A kiégéshez használt anyagok fűrészpor és polipropilén golyók voltak. A kötőanyag polivinil-alkohol (PVA).
1.2 Előkészítés
Habos módszer: A kísérleti alapanyagokat 4 órán keresztül előkeverjük a táblázatban szereplő arány szerint. Adjon hozzá 30-35 tömegszázalék vizet, hogy a port egyenletes és stabil iszapgá keverje; majd adjunk hozzá vizet a habosítószerhez és nagy sebességgel keverjük, hogy stabil habot kapjunk: végül keverjük el egyenletesen a zagyot és a habot. Fecskendezze be egy 40mmx40mmx160mm-es formába. És rázza meg kissé. A nagy buborékok eltávolítása után helyezze szobahőmérsékletre, hogy természetes módon száradjon 8-12 órán keresztül. Kivesszük a formából, és 1100 fokon 24 órán át sütjük. 1550 százalékos kiégetés és 3 órás melegen tartás után mullit hőszigetelő tűzálló téglát kapunk.
Préselési módszer: A kísérleti alapanyagokat az 1. táblázatban szereplő 2# arányban előkevertük 4 órán át, majd a polivinil-alkoholt hígítottuk, majd az egyenletesen elkevert porhoz adtuk. 10-15 percig keverjük, majd 114 mm×65 mm×230 mm-es tuskóba extrudáljuk 5 MPa nyomáson. A téglákat 110 fokon 24 órán át sütjük. 1550 fokon kiégetik és 3 órán át tartva mullit hőszigetelő tűzálló téglákat kapnak.
Extrudálási módszer: A kísérleti alapanyagokat az 1. táblázatban szereplő 3# arány szerint előkevertük 4 órán át, majd hozzáadtunk 10-15 tömegszázalék vizet, majd egyenletesen kevertük. Az olyan eljárási eljárások után, mint az anyagcsapdázás és az iszapfinomítás, extrudálással 114 mm×-et készítettek. A 65 mm × 230 mm-es téglákat 1100 C-on 24 órán át sütöttem, majd 1550 fokon égettük és 3 órán keresztül tartottuk, hogy mullittéglákat kapjunk.
1.3 Jellemzés
Abban a feltevésben, hogy a három formázási módszerrel készített minták térfogatsűrűsége 1.0-1.1g/cm3, minden mintacsoport teljesítményét többször is teszteljük, és az átlagértéket veszik.
(1) A minta égetés utáni lineáris változási sebességét a GB/T{1}} nemzeti szabvány szerint határozzuk meg:
(2) Az újraégető vonal változási sebességét a nemzeti szabvány (GB/T3997.1-1998) szerint kell meghatározni;
(3) A minta nyomószilárdságát a nemzeti szabvány (GB/T3997.2-1998) szerint határozzák meg;
(4) A minta hővezető képessége megfelel a kohászati szabványnak (YB/T4130-2005). Használjon lapos hővezetőképesség-mérőt (PBD-12-4Y) a méréshez;
(5) A minta magas hőmérsékletű terhelési lágyulási hőmérsékletét a nemzeti szabvány (GB/T5989-1998) szerint határozzuk meg. Mérése differenciálnövelő módszerrel történik.
Eredmények és vita
2.1 A fröccsöntési mód hatása a vonalváltozásokra
A mullittégla minta 3 órás 1550 fokos égetése után a habos módszerrel készített minta lineáris zsugorodási sebessége volt a legnagyobb. 2,4 százalékot ér el ; az extrudálásos módszerrel készített minta lineáris zsugorodási aránya a legkisebb, mindössze 1,3 százalék. A mintát 1620 fokon 12 órán keresztül tovább égetve a habos módszerrel készített minta a legkisebb újraégetési lineáris zsugorodási rátával rendelkezik, 0,73 százalék; míg az extrudáló fröccsöntési eljárással előállított minta a legnagyobb újraégető lineáris zsugorodási rátával, eléri az 1,56 százalékot.
A habos eljárással előállított mullittégla kiégetés után nagy lineáris zsugorodás, újraégetés után alacsony lineáris zsugorodás jellemzi. Ennek fő oka az, hogy szerkezete egyenletesebb, és a pórusméret-eloszlás a mikro-nano együttélés bipoláris eloszlását mutatja, és a szinterezés inkább Teljesen okozott. Ezzel szemben a gépi préselési eljárással előállított mullit hőszigetelő tűzálló téglák lineáris zsugorodási sebessége és újraégetett lineáris zsugorodási sebessége kisebb, mint az extrudálással készülteké. Ez elsősorban a formázási folyamat eltérő erőirányainak köszönhető. Okozta. A gépi préselési eljárással előállított minta az égetési folyamat során bizonyos mértékig megduzzad.
2.2 A fröccsöntési módszer hatása a szilárdságra
A habos eljárással előállított mullit téglák jó nyomószilárdsággal és hajlítószilárdsággal rendelkeznek. A nyomószilárdság eléri az 5,6 MPa-t, a hajlítószilárdság pedig eléri a 3,2 MPa-t; míg a gépi préselési módszerrel előállított minták nyomószilárdsággal és hajlítószilárdsággal rendelkeznek. Mindkettő nagyon alacsony, az előbbinek csak 1/4-e. Utóbbi kisebb szilárdságának fő oka a pórusképző "rugalmas utóhatása" a présformázás során, ami belső repedésekhez vezet a termékben.
2.3 A fröccsöntési módszer hatása a terhelés alatti lágyulási hőmérsékletre
A habosított eljárással készült mullittégla terheléslágyulási hőmérséklete 100 fokkal magasabb, mint a gépi sajtolásos vagy extrudálásos módszereké, míg a gépi préseléssel és extrudálásos módszerrel készült mullittégla terheléslágyulási hőmérséklete közel ugyanaz. A szigetelőanyag terheléslágyulási hőmérséklete nemcsak az anyag kémiai és fázisösszetételével függ össze, hanem elválaszthatatlan a pórusszerkezetétől is. A habos módszerrel készített mullit téglában egyenletesen oszlanak el rajta a kerek pórusok, amelyek hatékonyan eloszlatják a feszültségkoncentrációt és javítják a külső erők deformáció nélküli ellenálló képességét. Ugyanakkor mikro-nano szintű kombinált pórusszerkezete hatékonyan képes eloszlatni a hőt. A stressz jobb térfogat-stabilitást biztosít magas hőmérsékleti körülmények között.
2.4 A fröccsöntési módszer hatása a hővezető képességre
Azonos térfogatsűrűség esetén a habosított módszerrel előállított mullittéglák hővezető képessége kisebb, mint a gépi préseléses vagy az extrudálásos módszernél. A hővezető képesség szorosan összefügg a termék porozitásával, és a porozitás növekszik. A gáz-szilárd fázis határfelület megnő, és a szilárd fázisú hővezetés fononszórása megnő, ezáltal csökken a tűzálló anyag hővezető képessége. Ugyanakkor a hővezető képesség szorosan összefügg a pórusátmérővel is. Magas hőmérsékleti körülmények között a gázmolekulák mozgása felerősödik. Az ütközési valószínűség növekedése miatt az átlagos szabad út lecsökken. Ha a gázmolekula mozgásának átlagos szabad útja közelebb van vagy nagyobb, mint a mikropórusok mérete ebben a tartományban, akkor a pórusokban a konvektív hőátadás gyengül és az anyag hővezető képessége csökken. . A habos módszerrel készült mullit téglák pórusai mikro-nano pórusok, a konvektív hőátadás jelentősen csökken, a hőszigetelő hatás jelentősen javul.
Következtetésképpen
A három különböző fröccsöntési módszerrel előállított mullit könnyű szigetelőtéglák teljesítményének összehasonlításával. Láthatjuk, hogy a habos módszer előnyei a jó hőszigetelő hatás, a magas terhelési lágyulási hőmérséklet, a jó szilárdság és az alacsony újraégetési lineáris változási sebesség, így nyilvánvaló előnyei vannak.
