У цьому документі в якості основної сировини використовується відпрацьований сталевий шлак з відходів глиномагнезіально-шпінельної цегли та відходів глиномагнезіально-алюмошпінелі, а цемент використовується для виготовлення невипаленої цегли. Щоб отримати оптимізовані параметри процесу, він може надати технічну довідку щодо загального використання вогнетривких матеріалів після використання.
тест
1.1 Сировина
Спарений сталевий шлак і відходи магнезіально-алюмінієвої шпінелі отримують після зняття, різання та сортування за допомогою таких інструментів, як молотки та ріжучі машини.
(1) Відпарний сталевий шлак: після дроблення, кульового помелу та просіювання отримують три різні характеристики 0-1, 1-3 і 3-5 мм. Оскільки 1-3мм і 3-5мм сировина зі сталевого шлаку може виступати в якості каркасного компонента необпаленої цегли та відігравати допоміжну роль, підвищити міцність необпаленої цегли та зменшити вартість виробництва цегли , тому природний пісок до співвідношення не додається. Хімічний склад смугового сталевого шлаку наведено в таблиці 1. Можна побачити, що сировиною для смугованого сталевого шлаку є сталевий шлак з високим вмістом заліза (Fe2O3) і піску (SiO2), а основні фази очищений сталевий шлак - фаза двокальційсилікату та фаза вільного оксиду кальцію; Шарувата структура пориста і не щільна, схожа на мікроструктуру глини, тому вона може замінити глину для виробництва негорючої цегли. Аналіз EDS показує, що основними елементами відшаруваного сталевого шлаку є Si, Mg, Al, Ca, Fe тощо.
(2) Відходи магнезіально-алюмінієвої шпінелі: пропустіть через 45-сітчасте сито після кульового помелу, щоб переконатися, що розмір часток сировини в зразку становить менше 0,5 нм. Основними компонентами відходів магнезіально-алюмінієвої шпінелі є Al2O3 і MgO; після аналізу можна зробити висновок, що основними фазами відходів магнезіально-алюмінієвої шпінелі є периклазова фаза та магнезіально-алюмінієва шпінельна фаза; можна помітити, що відходи магнезіально-алюмінієвої шпінелі Камінь має шарувату структуру. Завдяки аналізу енергетичного спектру EDS можна побачити, що основними елементами відходів алюмомагнезіально-оксидної шпінелі є Al, Mg, Si тощо, а також є багато елементів алюмінію, які можуть забезпечити необпалену цеглу необхідною міцністю.
(3) Цемент: P·O42.5, характеристики відповідають вимогам GB175-2007 "General Portland Cement". Цемент використовується як цементуючий компонент і активатор в необпаленій цеглі.
1.2 Підготовка зразка
Цей тестовий зразок готується за допомогою процесів дозування, змішування, формування та затвердіння. Умови дозування такі: смуганий сталевий шлак становить 60 відсотків, 70 відсотків (розділений на три специфікації 0-1, 1-3, 3-5 мм), відходи магнезіально-алюмінієвої шпінелі становлять 20 відсотків, 30 відсотків, цементу та води відповідно фіксується як 10 відсотків, 2 відсотки. Матеріал змішують шляхом спочатку сухого змішування протягом 2 хвилин, а потім додавання води і мокрого змішування протягом 2 хвилин. Після рівномірного змішування сировини починається процес формування. Діаметр прес-форми 20 мм, тиск формування 15 МПа. Після виймання з форми зразки витримували при кімнатній температурі та тиску протягом 28 днів і кожні 3 дні розпилювали воду, щоб запобігти розтріскування зразків, щоб отримати зразки необпаленої цегли. У процесі формування спочатку для формування використовувався тиск 10 МПа, і було виявлено, що зразок не був повністю сформований, і порошок відпав. І шляхом порівняння виявлено, що міцність на стиск зразків, сформованих під тиском 15 МПа, вища, ніж у зразків, сформованих під тиском 10 МПа.
1.3 Структурна характеристика та тестування продуктивності
(1) Використовуючи рентгенівський дифрактометр моделі D/max-rA японської компанії Rigaku, було проведено фазовий аналіз сировини сталевого шлаку та магнезіально-алюмошпінелі та необпаленої цегли після формування та затвердіння.
(2) Скануючий електронний мікроскоп S-3000N Hitachi, Японія використовувався для характеристики морфології, структури, форми та розподілу необпаленої цегли.
(3) Використовуючи електронну універсальну випробувальну машину (CTM4304, китайська компанія MTS), були проведені випробування міцності на стиск і вигин зразків необпаленої цегли.
Результати та аналіз
2.1 Об'ємна вага і водопоглинання необпаленої цегли
(1) Об’ємна щільність невипаленої цегли демонструє загальну тенденцію до зростання зі збільшенням вмісту відрізаного сталевого шлаку та зменшенням вмісту відходів магнезіально-алюмошпінелі. Коли градація лущених частинок сталевого шлаку становить 0-1мм25 відсотків, 1-3мм25 відсотків і 3-5мм20 відсотків, об’ємна щільність необпаленої цегли є найбільшою , що становить 2863кг/м3. Причина може полягати в тому, що в зразку збільшується вміст спученого сталешлаку, а щільність спученого сталешлаку вище, ніж у відходів алюмомагнезіальної шпінелі, що призводить до збільшення загальної насипної маси необпаленої цегли. (2) Коли градація частинок лущеного сталевого шлаку становить 0~1 мм15 відсотків, 1~3 мм15 відсотків, 3~5 мм30 відсотків, коефіцієнт водопоглинання невипаленої цегли є найменшим, який становить 6,07 відсотка, і причиною цього може бути 30 відсотків відходів магнезіально-алюмінієвої шпінелі. Порошок і 0-1 мм відшарований сталевий шлак повністю заповнили порожнечі в скелеті необпаленої цегли, що призвело до зниження водопоглинання зразка. Водопоглинання зразків відповідає вимогам щодо водопоглинання менше 18 відсотків у стандарті JC/T422-2007 «Неспечена цегла для сміттєвих хвостів».
2.2 Розмірне відхилення необпаленої цегли
Оскільки активні компоненти, такі як C2S, C3S і алюмінат заліза кальцію в лущеному сталевому шлаку, є желатиновими, під час процесу гідратації може утворюватися активатор, який може стимулювати активність цементу, і активований цемент призведе до об’єму негорюча цегла. Розширення, тому воно має певний вплив на розмір необпаленої цегли.
У цьому випробуванні кількість використаного цементу становить 10 відсотків, а радіальні та осьові зміни розмірів заготовки є відносно невеликими, і на поверхні не з’являються тріщини. Відповідно до вимог JC/T422-2007 "відхилення зовнішнього вигляду та розміру менше 2 мм.
на закінчення
(1) Тиск формування та співвідношення сировини впливають на характеристики необпаленої цегли. Параметри оптимізованого процесу підготовки, отримані в результаті дослідження, такі: лущення сталевого шлаку 0-1 мм25 відсотків, 1-3 мм15 відсотків, 3-5 мм20 відсотків, магнієво-алюмінієва шпінель 30 відсотків, цемент 10 відсотків, тиск формування 15 МПа.
(2) На додаток до вихідного оксиду магнію та сульфату кальцію, отримана необпалена цегла також генерує нову фазу серпентину. Морфологічний аналіз показує, що негорюча цегла має облицювальну та інкрустовану структуру, а дрібні частинки алюмомагнезіально-алюмошпінелі вбудовані в неправильний відшарований сталевий шлаковий скелет, який відіграє роль наповнення та робить негорючу цеглу щільною.
(3) In this test, the minimum water absorption rate of the prepared non-burning bricks is 6.07 percent , and the maximum compressive strength is 9.57MPa, which meets the standard requirements of JC/T446-2000 "Concrete Pavement Bricks". This experimental study is of great significance to the overall utilization of refractory materials after use.
