Технологія піролізної карбонізації – це метод обробки, який використовує високу температуру для піролізу органічних компонентів в анаеробних умовах і остаточного утворення твердих вуглецевих сполук. У процесі піролізу та карбонізації утворюється велика кількість сильних кислих газів, таких як оксиди азоту, оксиди сірки, оксиди вуглецю, хлористий і фтористий водень. На додаток до дії високотемпературної водяної пари, утворений димовий газ серйозно руйнує футерівку печі карбонізації. Футеровка для печей карбонізації повинна мати гарну стійкість до високотемпературної кислотної корозії, відповідну міцність, низьку теплопровідність і чудову стійкість до термічного удару. Для того, щоб врахувати комплексні властивості футерівки, такі як міцність, корозійна стійкість і теплопровідність, в якості основної сировини в дослідженнях використовуються муліт і коричневий корунд, а також вводяться деякі порожнисті сфери з карбіду кремнію і глинозему. в той же час, щоб підготувати своєрідний матеріал для облицювання печі карбонізації з низькою теплопровідністю та стійкістю до сильної кислотної корозії. Для подальшого покращення міцності та кислотостійкості ливарного матеріалу, відповідно до умов використання та вимог до продуктивності футеровки печі для карбонізації, у цій роботі кількість додавання (w) порожнистих сфер оксиду алюмінію становить 1~0 .2 мм становить 15 відсотків і менше або дорівнює 0.074 мм. На основі додавання порошку карбіду кремнію (w) у кількості 8 відсотків було вивчено вплив порошку кремнію та сажі на властивості кислотостійких ливарних матеріалів для печей карбонізації.
тест
1.1 Сировина
Основна сировина, яка використовується в тесті: плавлений муліт, щільність 2,71 г·см-3, розмір частинок 8~5, 5~3, 3~1, менше або дорівнює 1, менше або дорівнює {{10}}.074 мм; щільність коричневого корунду 3,90г·см- 3, розмір частинок менше або дорівнює 1, менше або дорівнює 0.08 мм; карбід кремнію, розмір частинок менше або дорівнює 0,074 мм; порожниста сфера оксиду алюмінію, розмір частинок 1 ~ 0,2 мм; Мікропорошок кремнезему, чистий алюмінатний цемент кальцію, пил кремнезему (менше або дорівнює 0,074 мм), порошок сажі. Домішки включають поліфосфатний відновлювач води та вибухозахищений агент з органічних волокон.
1.2 Процес тестування та тестування продуктивності
Змішайте всі види сировини в рівних пропорціях, додайте воду, перемішайте та вібруйте, щоб сформувати зразки розміром 40 мм × 40 мм × 160 мм і φ180 мм × 30 мм. Після затвердіння при кімнатній температурі протягом 24 годин форми вивільняють. Після збереження тепла при 1100 градусів протягом 3 годин і 1350 градусів протягом 3 годин об'ємна щільність (YB/T5200—1993), міцність на стиск (GB/T5072—2008), міцність на вигин (GB/T3001—2007) і лінійні зміни випробувано дослідні зразки. швидкість (GB/T5988-2007). За HG/T3210-2002 зразки випробували на кислотостійкість розчином азотної кислоти масовою концентрацією 50 відсотків.
Результати і обговорення
2.1 Вплив кількості кремнієвого порошку, що додається, на властивості кислотостійких заливок для карбонізаційних печей
Після обробки зразків при різних температурах із збільшенням кількості доданого кремнієвого порошку тенденція зміни насипної щільності не була послідовною. Насипна щільність зразків, оброблених при 110 градусах, в основному зменшилася зі збільшенням кількості доданого кремнієвого порошку. Насипна щільність зразків, оброблених при 1100 градусах, трохи зменшилася зі збільшенням кількості доданого кремнієвого порошку. Насипна щільність зразків значно вища, ніж після обробки при 1100 градусах.
У плані випробувань замість порошку карбіду кремнію використовувалася така ж кількість порошку кремнію. Щільність карбіду кремнію більша, ніж у кремнію. За однакового розміру частинок різниця в щільності двох сировинних матеріалів викликала різницю в об’ємній щільності зразка при 110 градусах. Зі збільшенням кількості доданого порошку кремнію насипна щільність зразка зменшувалася. За умов обробки 1100 градусів об’ємна щільність зразка дещо зменшується зі збільшенням кількості доданого кремнезему, оскільки кремнезем частково окислюється з утворенням кремнезему та реагує з цементом, кремнеземом та іншими компонентами з утворенням легкоплавка рідка фаза. , похована вуглецем відновна атмосфера в умовах випробування запобігала процесу окислення. Зменшення об'ємної щільності порівняно з обробкою при 110 градусах відбулося в основному через випаровування зв'язаної води. Після термічної обробки при 1350 градусах збільшення об'ємної щільності зразка порівняно з 1100 градусами в основному викликано реакційним спіканням. Кремній не плавиться при 1350°C. З одного боку, його власне окислення може запобігти окисленню карбіду кремнію та може вступити в реакцію з сажею з утворенням карбіду кремнію; з іншого боку, підвищення температури викликає процес утворення реакції евтектики. Це легше у виконанні та може сприяти ущільненню зразка.
З точки зору онлайнової швидкості зміни, на малюнку 2 видно, що за умови 1100 градусів лінійна швидкість зміни зразків з різною кількістю кремнієвого порошку не сильно відрізняється, і всі вони демонструють тенденцію до скорочення, що вказує на що ступінь реакції порошку кремнію є відносно невеликою, і при 1350 За умови ступеня вона ближча до точки плавлення кремнію. У цьому процесі кремнієвий порошок піддається очевидній реакції та спіканню, що призводить до збільшення об’ємної щільності зразка, поступового зменшення видимої пористості та збільшення швидкості лінійної усадки, і цей ефект перевищує вплив кіаніту молібдену. Розширення від нафтохімічних реакцій.
Міцність зразків, оброблених при 110 градусах при кімнатній температурі, мало відрізняється. Міцність при цій температурі в основному зумовлена поєднанням гідрату мінеральної фази в кальцієво-алюмінатному цементі з системною фазою. Вміст цементу однаковий, тому різниця міцності не велика. Після термічної обробки при 1100 градусів міцність на вигин і міцність на стиск зразків показала тенденцію до повільного зростання зі збільшенням кількості доданого кремнієвого порошку, що вказує на те, що кремнієвий порошок зіграв роль у підвищенні міцності при цій температурі. Після термічної обробки при 1350 градусах міцність зразка явно змінилася зі збільшенням кількості доданого порошку кремнію. Особливо, коли кількість доданого силіконового порошку перевищує 2,5 відсотка (w), хоча міцність зразка на вигин збільшується, міцність на стиск знижується порівняно з такою після термообробки при 1100 градусах. Аналіз показує, що за температурного режиму 1350 градусів у зразку утворився певний вміст компонентів рідкої фази, що призвело до зниження міцності ливарного матеріалу при кімнатній температурі та збільшення крихкості, особливо для внутрішньої нерівності. Структура ливарної плити, на міцність впливають різні дефекти. , тріщини та інші фактори стають дуже чутливими, що призводить до непослідовних тенденцій міцності на вигин і міцності на стиск. Беручи до уваги вплив силіконового порошку на міцність на вигин і міцність на стиск, відповідна кількість доданого кремнієвого порошку становить приблизно 2,5 відсотка (мас.).
на закінчення
(1) Кремнієвий порошок незначно впливає на міцність кислотостійких зразків, які можна лити при 110 градусах. При 1100 градусів кремнієвий порошок починає реакцію окислення, а при 1350 градусів кремнієвий порошок піддається очевидній реакції та спіканню, що призводить до збільшення об’ємної щільності зразка. , лінійна швидкість усадки збільшується, і цей ефект перевищує ефект розширення, викликаний реакцією муллітизації кіаніту. За умов випробування відповідна кількість доданого кремнієвого порошку становить приблизно 2,5 відсотка (мас.).
(2) При температурі 110 і 1100 градусів міцність технічного вуглецю знижується через збільшення кількості води, доданої до кислотостійкого лиття. При 1350 градусах реакція між сажею та кремнієвим порошком може підвищити міцність. ефект. Додавання технічного вуглецю є корисним для покращення кислотостійкості литої маси, але додавання надлишку технічного вуглецю збільшить пористість литої маси. Відповідно до результатів випробування, коли додана кількість сажі становить 1,5 відсотка (мас.), кислотостійкий ливарний матеріал має відповідну міцність і кислотостійкість.
