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為爐體運轉贏得時刻-矽溶膠聯係剛玉莫來石澆注料的研發及使用

http://ed-garden.com  當前,加熱爐內襯使用的多為低水泥高鋁澆 注料和無水泥高鋁澆注料。低水泥高鋁澆注料多晶莫來石纖維成型後因為水泥水化後的晶粒長大構成資料相對密實,水分難以排出,固化後通常還需維護2天,拆模後進行烘烤時, 烘烤不宜過快,通常需求烘爐7天。而無水泥澆注料常溫強度較低,跟著水分的排出而強度進步,通常作為爐頂澆注資料,澆注今後需求天然枯燥3天,然後還需求 7天擺布的烘爐時刻。

  采用這兩種澆注料不隻烘爐時刻長,而且烘爐進程難以操控,當高溫纖維升溫速度稍有過快時,很容易構成爐襯爆裂。為此,有研討 人員以剛玉、莫來石為骨料,以莫來石粉、白剛玉粉及α-Al2O3微粉為細粉,采用矽溶膠作聯係劑,通過添加恰當的固化劑,研發了剛玉莫來石澆注料。該澆 注料能夠用極短的時刻拆模、維護和烘爐,為爐體正常運轉贏得了時刻,進步了經濟效益。

  實驗與研討

 實驗質料。實驗用主要質料為電熔板莫來石纖維狀剛玉骨料(Al2O3含量92.0%,粒度5毫米~8毫米、3毫米~5毫米、1毫米~3毫米、2O3含量60%,粒 度5毫米~8毫米 、3毫米~5毫米、1毫米~3毫米、2O3含量 99.40%,0.043毫米 ),α-Al2O3微粉及莫來石粉(Al2O3含量60%,0.043毫米);聯係劑矽溶膠及固化劑。

  試樣的製備。通過對多組不一樣質料 組成和不一樣粒度級配實驗的理化目標進行比照、剖析和總結後,得到溶膠聯係剛玉莫來石澆注料的最好粒度及組分配比。其間,不一樣質料的質量分數如下:板狀剛玉 32%、莫來石51.5%、剛玉粉10%、α-Al2O3微粉6%、固化劑0.5%、矽溶膠10%(外加)。

  研討人員按此配比稱取各相 應的質料,將稱好的質料放入拌和鍋中混勻,並別離添加適量的固化劑和聯係劑。把拌和好的料放入尺度別離為40毫米×40毫米×160毫米和70毫米×70 毫米×70毫米的模具中振蕩澆注成型,通過固化劑含量的改動,可操控試樣在90分鍾至150分鍾內構成固化,成型後常溫放置12小時後便可脫模,脫模後的 試樣可直接放入烘箱在110℃環境下進行24小時枯燥。對枯燥好的40毫米×40毫米×160毫米的試樣別離進行815℃、1100℃和1400℃保溫3 小時的熱處理。

  功能檢查。研討人員對熱處理後的40毫米×40毫米×160毫米試樣別離按GB/T 2997—2000檢查試樣的體積密度,按GB/T5988-2004檢查試樣燒後線改變率,按GB/T 3001—2000檢查試樣的常溫抗折強度,按GB/T 5072.2—2004檢查試樣的耐壓強度,按GB/T 17617—1998對枯燥後的70毫米×70毫米×70毫米試樣進行1100℃水冷抗熱震性的檢查。

  結果與討論

 試樣的物理功能剖析。依據試樣經110℃環境下24小時枯燥和815℃、1100℃、1400℃保溫3小時熱處理後的強度、體積密度和線改變率能夠看 出,試樣在烘幹後的抗折及耐壓強度與一般低水泥高鋁澆注料適當,其主要緣由:矽溶膠是粒徑從幾納米到數十納米的多聚矽酸渙散體係,當矽溶膠與活性α- Al2O3微粉混合時,膠體粒子可吸附在α-Al2O3顆粒外表,構成單層飽滿分布,一起填充於α-Al2O3顆粒空隙,因而其渙散性和滲透性較好。當固 化劑水化後構成離子推進矽溶膠凝膠時,致使納米粒子外表矽烷醇基團發作縮合反響,枯燥後,膠體粒子以化學鍵(Si-O-Si)相聯係,構成安穩的空間網絡 構造,將Al2O3顆粒結實的聯係在一起,一起矽溶膠掩蓋在固體外表構成安定的矽溶膠薄膜,因而試樣的烘後的抗折耐壓強度較高,能夠媲美低水泥澆注料。但 其抗折和耐壓強度卻隨熱處理溫度的升高而添加,這對水泥聯係澆注料的中溫強度降低是一個很大的改進。

  一起從上述改變中還能夠看出:溶膠 聯係的澆注料經1100℃ 與1400℃熱處理後的理化目標差別不大,可知此澆注料經1100℃熱處理後已構成較好的燒結,這是因為矽溶膠中納米SiO2的反響活性極高, 而且膠體粒子吸附在活性α-Al2O3顆粒外表,一起填充於α-Al2O3顆粒空隙,當二者之間充沛接觸時,降低了莫來石化溫度,資料便能很好地燒結。因 此當加熱爐在1200℃~1300℃烘爐後,溶膠聯係的澆注料已構成燒結,此資料的抗衝刷性及抗侵蝕性就能得到很大的進步。一起因為資猜中鈣、鈉含量少, 因而可構成的低熔點物質少,在高溫時構成的液相少,資料的荷重軟化溫度也能得到進步,實驗證明其超越1650℃(因為實驗室做荷軟實驗爐最高溫度為 1650℃)。

  試樣的抗熱震性剖析。試樣通過100次熱震循環後根本沒有呈現裂紋,對熱震後的樣塊進行了110℃環境下24小時烘幹, 其耐壓強度為104MPa,耐壓堅持率高達近90%(熱震100後的耐壓強度與熱震前耐壓強度的比值×100%)。這主要是因為溶膠中納米SiO2的引進 在澆注料基質中產生莫來石化反響,進步了此澆注料的熱震安穩性。而一般的水泥澆注料試樣通過49次熱震循環後根本完全開裂,在顯微鏡下調查,其組織構造是 由互相別離的、大小附近的塊狀物組成,這是因為一般的水泥澆注料在1100℃時基質根本沒有構成燒結,一起因為枯燥時很多遊離水的排出,使資料的氣孔率增 大,這樣其導熱率就會降低,抗熱震性較差。

  快幹澆注料的出產與使用。按所定配比組織出產的溶膠聯係剛玉-莫來石澆注料已別離在某鋼企燒 結廠的高爐風口處和該廠燒結廠焚燒爐的爐頂、側牆處得到使用。風口處的澆注料在半響後脫模,因為時刻緊,在1300℃下隻烘烤8小時便投入了出產。而燒結 廠焚燒爐上的澆注料在爐頂的厚度達到了400毫米,而側牆的厚度也在330毫米擺布,同樣在澆注成型12小時後當即拆模烘爐,烘烤24小時便投入正常生 產。至此,在工業出產中的使用中真實地完成了資料半響拆模,1天烘爐。而一般澆注料維護及烘爐時刻要9天~10天以上。因而,與原加熱爐爐襯澆注料比較, 烘爐時刻縮短了。這樣既延長了爐體的執役時刻,進步了設備的利用率,又節省了烘爐的燃料,一起在烘爐時也不會排出有害氣體,契合當前國家對新資料開發應建 立在節能、減排及增效的需求。

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