Vuurvaste materialen van magnesiumaluminium

Vuurvaste materialen van magnesiumaluminium worden in de metallurgische industrie gebruikt voor het bekleden van staal-nikkelovens en aluminiumsmeltovens, deksels van elektrische ovens, stalen gietlepelbekledingen, het raffineren van de voeringen van vacuümbehandelingsapparatuur buiten staalovens, en openhaardwarmteopslagkamers voor staalproductie in niet-smeltovens van ferrometalen; Gebruikt in de bouwmaterialenindustrie voor het bekleden van de hoge- temperatuurzone van cementovens, overgangszones van cementovens en hoge- hoge temperatuurzones van kalkovens; Gebruikt in de glasindustrie voor roosterstenen of roosterlichamen in warmteopslagkamers van glasovens; Gebruikt in de vuurvaste materiaalindustrie voor onderdelen met grote temperatuurschommelingen in vuurvaste ovens.
6. Vuurvaste producten van magnesiumaluminium
De pollepel is een onmisbaar en belangrijk apparaat in de staalindustrie. Als vuurvast materiaal voor de bekleding van de pollepel heeft het een aantal grote veranderingen ondergaan. Voorheen werden traditionele bakstenen van gesinterde klei en bakstenen van hoge kwaliteit aluminiumoxide van de derde kwaliteit gebruikt als vuurvaste materialen, die tijdens gebruik een slechte weerstand vertoonden tegen afbladderen en erosie. De levensduur was laag, gemiddeld slechts 10 keer, en na behandeling kon deze slechts ongeveer 20 keer bereiken. Met de ontwikkeling van de staalproductietechnologie en de toenemende vraag naar vuurvaste materialen voor de bekleding van gietlepels bij de staalraffinage, werd in het begin van de 20e eeuw het gebruik van integraal gegoten magnesium-aluminium gietlepelvoeringsmateriaal gepromoot. Dit type bekleding heeft een goede algehele integriteit en verbetert de levensduur ervan aanzienlijk, maar heeft het probleem van een lange baktijd voor stalen pollepels en ernstige slakvorming. Voor de meeste kleine en middelgrote-staalfabrieken zonder speciale apparatuur is uitpakken lastig. Om dit tekort te compenseren werden met succes onverbrande aluminiummagnesiumstenen toegepast. De bekledingsstenen zijn eenvoudig te bouwen, hebben een korte baktijd en zijn gemakkelijk uit te pakken, maar er zijn nog steeds problemen met het gemakkelijk verwijderen van slak en een slechte weerstand tegen afbladderen. Op deze basis werd, om het probleem van gemakkelijke slakvorming in de bekleding van niet-gebakken aluminium-magnesium-bakstenen te ondervangen, eind jaren negentig aluminium-magnesium-koolstof-niet-gebakken baksteen ontwikkeld ter vervanging van aluminium-magnesium niet-gebakken baksteen. Dit materiaal combineert de eigenschappen van aluminiummagnesiummaterialen en koolstofhoudende materialen. De belangrijkste voordelen van onverbrande bakstenen van aluminium-magnesiumkoolstof zijn: geen smeltverlies van de baksteennaad, goede slakweerstand en thermische trillingsweerstand, het overwinnen van structurele afbladdering veroorzaakt door de infiltratie van gesmolten staal en slakken, en een aanzienlijke verbetering van de levensduur. Dit product heeft de aandacht van mensen getrokken vanwege de niet-verbrandende werking of het stoken op lage-temperatuur, waardoor energie wordt bespaard, de kosten worden verlaagd en aanzienlijke economische voordelen worden behaald.
De uitstekende eigenschappen van producten op magnesiumbasis in combinatie met spinel (magnesiumaluminiumspinel), zoals slakweerstand, afpelweerstand en kruipweerstand, zijn al lang bekend. De voormalige Sovjet-Unie begon in 1942 met onderzoek en in 1964 met de productontwikkeling, maar Europa toonde pas eind jaren zeventig noemenswaardige belangstelling voor dit product. Japan begon in 1976 magnesia-aluminiumoxide-spinelstenen te gebruiken in de cementindustrie. De afgelopen jaren is er internationaal steeds meer onderzoek gedaan naar magnesium-aluminiumspinel en zijn producten.
Magnesiumaluminiumspinel (MgO · Al2O3) heeft een hoog smeltpunt, lage thermische uitzetting, lage thermische spanning en goede thermische trillingsstabiliteit. Tegelijkertijd heeft het stabiele chemische eigenschappen en een sterke weerstand tegen alkalische slakken. Het is het kernpunt voor het gebruik van onverbrande aluminium-magnesiumstenen en een van de belangrijkste stoffen om hun levensduur te verbeteren. Vanwege de geleidelijke volwassenheid van de kunstmatige synthesetechnologie voor magnesiumaluminiumspinel in de afgelopen jaren, is het mogelijk geworden om rechtstreeks gietlepelstenen te produceren met behulp van gesynthetiseerde spinelmaterialen, wat hun eigenschappen aanzienlijk kan verbeteren.
De kwaliteit van magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinel is een van de belangrijkste kwesties die verband houden met de vraag of magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinelstenen geschikte resultaten kunnen bereiken. Door laboratoriumexperimenten en de introductie van relevante gegevens is gebleken dat magnesiumrijke spinel een goede corrosieweerstand, structurele afpelweerstand en thermische trillingsweerstand vertoont binnen het bereik van 20% tot 30%. Er zijn echter verschillende omstandigheden en factoren in het productieproces van stalen pollepels, en het is redelijk om te eisen dat de toegevoegde hoeveelheid magnesiumaluminiumspinel tussen 30% en 40% ligt. Daarom is het tijdens het maken van stenen, naast het toevoegen van de geproduceerde kunstmatige spinel, ook nodig om gesmolten magnesiumpoeder en korundpoeder toe te voegen om tijdens gebruik secundaire spinel te genereren. Om de prestaties van de kwaliteit van het bakstenen lichaam te verbeteren, moet speciale aandacht worden besteed aan de selectie van grondstoffen om het gehalte aan schadelijke onzuiverheden te beheersen, met name stoffen met een laag smeltpunt Na20 en K2O.
De chemische formule van magnesiumaluminiumspinel (ook bekend als spinel) is MgO-Al2O3, dat 28,3% Mg0 en 71,7% Al2O3 bevat. Spinel is slechts een tussenverbinding in het fasediagram van het binaire Mg0-Al2O3-systeem, met een smeltpunt van 2135 C. Bartha wees erop dat magnesiumaluminiumspinel, vergeleken met magnesia-chroomspinel, de belangrijkste voordelen heeft van een sterke corrosieweerstand tegen reducerende atmosferen zoals vrij CO2, vrij SO2/SO3 en vrij K2O/Na2O, evenals een goede thermische stabiliteit en slijtvastheid. Momenteel ligt het Na2O-gehalte van de meeste vuurvaste spinelmaterialen die bij de industriële productie worden gebruikt tussen 8% en 15%.
Het productieproces van magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinelstenen is als volgt.
Magnesiazand (of gesmolten aluminiumoxide spinelzand) - breken - zeven (fijn malen - fijn poeder) - grondstoffen - mengen - vormen - drogen - hoge- bakken - producten
Het productieproces van magnesiumaluminiumspinel is als volgt.
Magnesiazand en gesmolten magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinelzand worden verpletterd volgens het proces om de vereiste deeltjessamenstelling en fijne poederfijnheid van het aggregaat te bereiken. Weeg en meng de bereide aggregaten en fijne poeders strikt volgens de procesvereisten, en voeg een bepaalde hoeveelheid bindmiddel toe; Meng de mixer gedurende 15-20 minuten, vorm het op de wrijvingspers en droog het halffabrikaat gedurende 8-16 uur; Doe de gedroogde stenen in een tunneloven en verbrand ze, met een maximale baktemperatuur van 1660-1680 graden C
De grondstoffen voor onverbrande bakstenen van magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinel worden geselecteerd uit gesinterd magnesia-zand uit het midden- bereik, vooraf gesynthetiseerd magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinel, siliciummicropoeder en aluminiumoxide-micropoeder.
Vanwege de hoge temperatuur die nodig is voor het bakken van niet-gebakken stenen, kunnen ze na het bakken direct worden gebruikt voor metselwerk. Daarom zijn de sterkte-eisen voor niet-gebakken stenen bij kamertemperatuur relatief streng en moet het gebruikte bindmiddel ook aan de volgende eisen voldoen: goed hechteffect op niet-gebakken stenen die voornamelijk uit magnesiazand bestaan, voldoende vormsterkte voor geperste stenen plano's, en een sterkte bij kamertemperatuur van meer dan 40 MPa na het bakken om te voldoen aan de vereisten voor transport en metselwerk; Het bindmiddel is gemakkelijk te gebruiken. Maak het productieproces niet ingewikkeld: de hechtingsprestaties van het bindmiddel moeten sterk zijn en de toegevoegde hoeveelheid moet klein zijn om te voorkomen dat de hoge- temperatuurprestaties van onverbrande stenen aanzienlijk afnemen.
Momenteel worden gewoonlijk twee soorten bindmiddelen gekozen: de ene is een waterglasoplossing en gebruikt natriumfluorsilicaat als verhardingsmiddel; Het andere type is polyfosfaat als bindmiddel, met een dosering van 0,8% tot 1,0%. Na behandeling met 200T x 24 uur heeft de druksterkte bij kamertemperatuur 80 MPa bereikt; Bij gebruik van een mengsel van waterglas en natriumfluorsilicaat als bindmiddel is de toegevoegde hoeveelheid relatief groot. In theorie zullen de prestaties van het product bij hoge temperaturen worden beïnvloed door de introductie van te veel Na2O.
Voor vuurvaste magnesiummaterialen zijn, wanneer polyfosfaat als bindmiddel wordt gebruikt, de smeltpunten van Mg (H2PO4) 2, Mg (PO3) 2, MgHPO4 en Mg2HP2O4 gegenereerd uit magnesiumzand allemaal erg hoog. Tijdens het verwarmingsproces kan ook polymerisatie optreden, wat helpt de sterkte van het materiaal te verbeteren, zonder faseovergang en waardoor de structuur van het bindmiddel losraakt, wat resulteert in een hoge sterkte bij kamertemperatuur tot gemiddelde temperatuur. Vanuit productietechnisch perspectief kan polyfosfaat in vaste vorm worden toegevoegd of in vloeibare vorm in water worden opgelost, waardoor het handiger en eenvoudiger in gebruik is. Het kan voldoen aan de behoeften van grootschalige industriële productie-, maar de productiekosten zijn iets hoger.
Bepaling van de hoeveelheid spineltoevoeging: Rijke magnesiumspinel wordt in de vorm van poeder in onverbrande stenen geïntroduceerd, met als doel een deel van de spinelkristalkernen vooraf in de onverbrande baksteenmatrix in te bedden, zodat magnesiazand en aluminiumoxide-micropoeder tijdens gebruik een spinelversteningsreactie kunnen ondergaan op basis van deze kristalkern, die gemakkelijk een MA-MA-bindingsfase kan genereren, waardoor onverbrande stenen zo snel mogelijk kunnen sinteren en een kristalfasestructuur kunnen produceren vergelijkbaar met die van magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinelgestookte producten, om het doel van alkalicorrosieweerstand en afpelweerstand te bereiken. In theorie is de bindingssterkte van deze MA-1/1 fase hoger dan die van de MA-M fase. En het is weinig gevoelig voor de atmosfeer in de oven en mogelijke lokale reductieomstandigheden. Wat de toegevoegde hoeveelheid betreft, mag de introductie van magnesiumrijke spinel als poeder niet te veel zijn, omdat dit anders het sinteren van onverbrande stenen tijdens gebruik zal beïnvloeden. Het is passender om de introductiehoeveelheid magnesiumrijke spinel tussen 1% en 1,5% te houden.
7. Toepassing van magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinelstenen in cementdraaiovens:
Met de volwassenheid van de binnenlandse draaioventechnologie worden magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinelstenen op grote schaal gebruikt in het onstabiele ovenhuidgebied met staart in cementdraaiovens. De prestaties worden voornamelijk weerspiegeld in: goede prestaties van de hangende ovenhuid, uitstekende thermische schokbestendigheid en anti-peelingprestaties, en sterke fysische en chemische stabiliteit. Van de verschillende vuurvaste stenen die in cementdraaiovens worden gebruikt, zijn magnesiumoxide-aluminiumoxide-spinelstenen een relatief uitgebreid type vuurvaste steen.