Магнієво-алюмінієві вогнетривкі матеріали

Магнієво-алюмінієві вогнетривкі матеріали використовуються в металургійній промисловості для футеровки сталевих нікелевих печей і печей для виплавки алюмінію, кришок електричних печей, футеровок сталевих ковшів, футеровок пристроїв для вакуумної обробки рафінування поза сталеплавильними печами та сталеплавильних камер зберігання тепла з мартенівським подом у печах для виплавки кольорових металів; Використовується в промисловості будівельних матеріалів для футерування високо{1}}температурної зони печей для випалу цементу, перехідних зон цементних печей і високо{2}}температурних зон печей для випалювання вапна; Використовується в скляній промисловості для ґратчастої цегли або решітчастих корпусів у камерах зберігання тепла скловарних печей; Використовується в промисловості вогнетривких матеріалів для деталей з великими змінами температури у вогнетривких печах.
6. Магнієві алюмінієві вогнетривкі вироби
Ківш є незамінним і важливим обладнанням у металургійній промисловості. Як вогнетривкий матеріал для футеровки ковша він зазнав кількох серйозних змін. Раніше як вогнетривкі матеріали використовували традиційну спечену глиняну цеглу та високоглиноземну цеглу третього сорту, які показали низьку стійкість до відшарування та ерозії під час використання. Термін служби був низьким, у середньому лише в 10 разів, а після обробки міг досягати лише близько 20 разів. З розвитком технології виробництва сталі та зростаючим попитом на вогнетривкі матеріали для футерування ковша при рафінуванні сталі на початку 20-го століття було сприяно використання нероз’ємного литого магнієвого алюмінієвого футерувального матеріалу ковша. Цей тип футеровки має добру загальну цілісність і значно покращує термін служби, але він має проблему тривалого часу випікання для сталевих ковшів і серйозного шлаку. Для більшості малих і середніх-сталеливарних заводів без спеціального обладнання розпаковувати складно. Для компенсації цього недоліку успішно застосовують алюмінієво-магнієву невипалену цеглу. Цегла для облицювання проста у виготовленні, має короткий час випікання та її легко розпаковувати, але все ще є проблеми з легким видаленням шлаку та поганою стійкістю до відшарування. Виходячи з цього, щоб подолати проблему легкого утворення шлаку в футерівці ковша з алюмінієво-магнієвої необпаленої цегли, наприкінці 1990-х років була розроблена алюмінієво-магнієво-вуглецева необпалена цегла для заміни алюмінієво-магнієвої необпаленої цегли. Цей матеріал поєднує в собі властивості алюмінієво-магнієвих матеріалів і вуглецевмісних матеріалів. Основними перевагами алюмінієво-магнієвої вуглецевої необпаленої цегли є: відсутність втрат цегляного шва при плавленні, хороша стійкість до шлаку та стійкість до термічної вібрації, подолання структурного лущення, спричиненого проникненням розплавленої сталі та шлаку, та значно покращення терміну служби. Цей продукт привернув увагу людей завдяки негорючому або низько{17}}температурному спалюванню, що економить енергію, знижує витрати та має значні економічні переваги.
Чудові властивості продуктів на основі магнію в поєднанні зі шпінеллю (магнієво-алюмінієва шпінель), такі як стійкість до шлаку, стійкість до відшарування та стійкість до повзучості, відомі давно. Колишній Радянський Союз розпочав дослідження в 1942 році, а розробку продукту – у 1964 році, але Європа не виявила значного інтересу до цього продукту до кінця 1970-х років. Японія почала використовувати алюмомагнезійну шпінель у цементній промисловості в 1976 році. Останніми роками на міжнародному рівні зростає кількість досліджень магнієвої алюмошпінелі та її продуктів.
Магнієво-алюмінієва шпінель (MgO · Al2O3) має високу температуру плавлення, низьке теплове розширення, низьку температурну напругу та хорошу стійкість до теплової вібрації. У той же час він має стабільні хімічні властивості та сильну стійкість до лужного шлаку. Це основна точка використання алюмінієво-магнієвої необпаленої цегли та одна з ключових речовин для збільшення терміну її служби. Завдяки поступовому розвитку технології штучного синтезу магнієво-алюмінієвої шпінелі в останні роки стало можливим безпосередньо виробляти ковшові цегли з використанням синтезованих шпінельних матеріалів, що може значно покращити їхні характеристики.
Якість глиномагнезійно-алюмошпінелі є одним із ключових питань, пов’язаних із тим, чи можуть цегли з глиномагнезію та шпінелі досягти відповідних результатів. За допомогою лабораторних експериментів і введення відповідних даних було виявлено, що багата магнієм шпінель демонструє хорошу стійкість до корозії, стійкість до структурного відшаровування та стійкість до термічної вібрації в діапазоні від 20% до 30%. Однак існують різні умови та фактори у процесі виробництва сталевих ковшів, і розумно вимагати, щоб кількість доданої магнієво-алюмінієвої шпінелі становила від 30% до 40%. Таким чином, у процесі виробництва цегли, крім додавання отриманої штучної шпінелі, також необхідно додавати плавлений порошок магнію та порошок корунду для отримання вторинної шпінелі під час використання. Щоб покращити показники якості тіла цегли, особливу увагу слід приділяти вибору сировини для контролю вмісту шкідливих домішок, особливо речовин з низькою температурою плавлення Na20 та K2O.
Хімічна формула магнієво-алюмінієвої шпінелі (також відомої як шпінель) — MgO-Al2O3, що містить 28,3% Mg0 і 71,7% Al2O3. Шпінель є лише проміжною сполукою на фазовій діаграмі подвійної системи Mg0-Al2O3 з температурою плавлення 2135 C. Барта зазначив, що порівняно з магнезіально-хромовою шпінеллю, магнієво-алюмінієва шпінель має основні переваги сильної корозійної стійкості до відновних атмосфер, таких як вільний CO2, вільний SO2/SO3 і вільний K2O/Na2O, а також хорошу термічну стабільність і стійкість до зношування. В даний час вміст Na2O в більшості шпінельних вогнетривких матеріалів, що використовуються в промисловому виробництві, становить від 8% до 15%.
Процес виробництва цегли з алюмомагнітної шпінелі полягає в наступному.
Магнезіальний пісок (або плавлений алюмошпінельний пісок) - подрібнення - просіювання (тонкий помел - дрібний порошок) - сировина - змішування - формування - сушіння - висока-випал - продукти
Процес виробництва магнієво-алюмінієвої шпінелі полягає в наступному.
Магнезійний пісок і плавлений магнезіально-глиноземний шпінельний пісок подрібнюють відповідно до процесу для досягнення необхідного складу частинок і тонкості дрібного порошку заповнювача. Суворо зважте та змішайте підготовлені заповнювачі та дрібні порошки відповідно до вимог процесу та додайте певну кількість сполучного; Змішують у міксері 15-20 хвилин, формують на фрикційному пресі, сушать напівфабрикат 8-16 годин; Помістіть висушену цеглу в тунельну піч і обпаліть її з максимальною температурою випалу 1660-1680 градусів C
Сировина для необпаленої цегли з глиноземно-магнітної шпінелі вибирається із -спеченого магнезіального піску, попередньо синтезованої глиномагнітної шпінелі, мікропорошку кремнію та мікропорошку оксиду алюмінію.
Завдяки високій температурі, необхідній для випалу необпаленої цегли, її можна безпосередньо використовувати для кладки після випалу. Таким чином, вимоги до міцності необпаленої цегли при кімнатній температурі є відносно суворими, а сполучний агент, який використовується, також повинен відповідати таким вимогам: хороший ефект зв’язування необпаленої цегли, що в основному складається з магнезіального піску, достатня міцність форми для пресованих цегляних заготовок і міцність при кімнатній температурі понад 40 МПа після запікання, щоб відповідати вимогам транспортування та кладки; Сполучна речовина проста у використанні. Не ускладнюйте виробничий процес: зв’язуюча речовина має бути міцною, а додана кількість має бути невеликою, щоб уникнути значного зниження високо{2}}температурних характеристик необпаленої цегли.
В даний час зазвичай вибирають два типи зв'язуючих речовин: один - це розчин рідкого скла і використовує фторсилікат натрію як затверджувач; Іншим типом є поліфосфат як сполучна речовина з дозуванням від 0,8% до 1,0%. Після обробки 200T x 24 години міцність на стиск при кімнатній температурі досягла 80 МПа; При використанні суміші рідкого скла та фторсилікату натрію як сполучного додається відносно велика кількість. Теоретично на продуктивність виробу при високій температурі вплине введення занадто великої кількості Na2O.
Для магнієвих вогнетривких матеріалів, коли поліфосфат використовується як сполучна речовина, температури плавлення Mg (H2PO4) 2, Mg (PO3) 2, MgHPO4 і Mg2HP2O4, які утворюються з магнієвого піску, дуже високі. У процесі нагрівання також може відбуватися полімеризація, яка сприяє підвищенню міцності матеріалу, без фазового переходу та розпушення структури сполучного, що забезпечує високу міцність від кімнатної до середньої температури. З точки зору технології виробництва, поліфосфат можна додавати в твердому вигляді або розчиняти у воді в рідкому вигляді, що робить його більш зручним і простим у використанні. Він може задовольнити потреби великого-промислового виробництва, але вартість виробництва дещо вища.
Визначення доданої кількості шпінелі: збагачену магнієм шпінель вводять у невипалену цеглу у вигляді порошку з метою попереднього вбудовування частини кристалічних ядер шпінелі в необпалену матрицю цегли, щоб магнезіальний пісок і мікропорошок оксиду алюмінію могли піддатися реакції скам’яніння шпінелі на основі цього кристалічного ядра під час використання, що може легко генерувати фазу зв’язку MA-MA, таким чином уможливлюючи неспалену фазу Цегла якнайшвидше спікається та створює структуру кристалічної фази, схожу на структуру магнезіально-алюмооксидної шпінелі, щоб досягти стійкості до лужної корозії та стійкості до відшарування. Теоретично міцність зв’язку цієї фази MA-1/1 вища, ніж у фази MA-M. І він мало чутливий до атмосфери всередині печі та можливих локальних умов відновлення. З точки зору кількості додавання шпінелі, багатої на магній, у вигляді порошку не повинно бути занадто багато, інакше це вплине на спікання необпаленої цегли під час використання. Доцільніше контролювати введену кількість шпінелі, багатої на магній, між 1% і 1,5%.
7. Застосування глиноземно-магнітної шпінельної цегли в цементних обертових печах:
Зі зрілістю внутрішньої технології обертових печей глиноземно-магнітна шпінельна цегла широко використовується в нестабільній зоні обшивки печі з хвостом у цементних обертових печах. Його ефективність в основному відображається в: гарній роботі обшивки підвісної печі, чудовій стійкості до термічного удару та ефективності проти відлущування, а також високій фізичній та хімічній стабільності. Серед різноманітної вогнетривкої цегли, яка використовується в цементних обертових печах, глиномагнезіально-алюмошпінельна цегла є відносно повним типом вогнетривкої цегли.