Forskning og anvendelse av lav termisk konduktivitet Magnesium-aluminium Spinel murstein Varmeisolasjonsytelse
Sammendrag: For å løse problemet med høy termisk ledningsevne av magnesium-aluminium-spinel-murstein, ble de sintringsegenskapene og mikrostrukturen av sjeldne jordoksid-dopede porøse magnesium-aluminium spinel ildfast aggregat studert. Industrial -Alumina Mikropowder og elektrofusert magnesi -sand ble brukt som de viktigste råstoffene, natriumdodecylbenzensulfonat (SDB) ble brukt som blåsemidlet, og dextrin ble brukt som bindende middel for å fremstille porøs magnesia -aluminum -spinel, i tillegg til tilsetningen av forskjellige massefraksjoner med y2 -aluminum, i tilsetningen av forskjellige massefraksjoner og i tillegg til tilsetningen til å fremstille Porous Magnesia -Aluminum -spinning, i tilsetningen av Y2o og dekta, y2o, y2o, y2o, y2o, y2. SM2O3, henholdsvis og sintret ved henholdsvis 1600 grader med en varmebevaring av 3H, og prøvene ble bestemt ved å sintring av bulk-tettheten, tilsynelatende porøsitet og den sintede prøven ved hjelp av XRD, SEM, EDS og andre midler. Innføringen av sjeldne jordoksider på sintring av magnesium-aluminium-spinel har en salgsfremmende effekt, bulkdensiteten til prøven, trykkfastheten til prøven i SM3O2-tilsetningen på 1,5WT% nådde et maksimum, henholdsvis 2,28 g\/cm³ og 50,5MPa. Sjeldne jordoksider med magnesium-aluminiumspinell for å danne en erstatning av fast oppløsning, og dermed fremme sintring av magnesium-aluminium spinelldensifisering, de kationiske ledige stillinger og magnesium-aluminium spinellkrystallgitterfeil. Gunstig for utvikling og vekst av magnesium-aluminium spinelkrystaller, gjennom produktene laget av dette råstoffet har en betydelig reduksjon i termisk ledningsevne enn lignende produkter.
1. Preamble
For tiden er Kinas sement roterende ovns energiforbruk veldig alvorlig, spesielt den eksisterende sement roterende ovnen før og etter overgangssonen ildfast materialer uten beskyttelse av ovnshuden, er ildfaste murstein direkte utsatt for materiell erosjon, termisk belastning og mekanisk stresspåvirkning, bruk av veldig tøffe forhold. For tiden bruker Kinas storskala sement roterende ovnovergangssone generelt silika murstein, silika rød murstein eller magnesia-aluminium spinel murstein, levetid oppfyller i utgangspunktet kravene til sementproduksjon. På grunn av magnesium-aluminium spinel murstein og silisiumdekking, silika rød teglstein termisk ledningsevne, magnesium-aluminium spinel murstein større enn eller lik 3. 0 m\/mk, silica murstein større enn eller lik 2,8 W\/mk, noe som resulterer i semisk rotary-murstein og etter en transisjons-sone, er en temperatur med silikata som er en gang, og resulterer i en temperatur med en temperatur, og resulterer i en temperatur for å være en temperatur, og resulterer i en temperatur med silisen. Så opptil 400 grader. Høyere sylinderveggtemperatur gir en rekke problemer, for eksempel å øke kullforbruket av sement tonn klinker, øke utslippet av forurensende gasser og alvorlig forårsake "rød ovn", noe som påvirker sikker drift av sement roterende ovn.
Refractory lettvekt hovedsakelig gjennom introduksjonen av en viss mengde porer i materialet, uten å redusere styrken til det ildfaste materialet på samme tid, har en lavere termisk ledningsevne; I energisparing på samme tid kan også redusere forbruket av ressurser i prosessen med forberedelse og service av råstoff, er en retning av forskningen og utviklingen av ildfaste materialer. Derfor er utviklingen av nye lave termiske ledningsevne magnesia-aluminium spinel lette ildfast med stor praktisk betydning for energisparing og forbruksreduksjon i sementindustrien.
2. Test
2.1Test materiale
For testen ble aluminiumoksyd (partikkelstørrelse mindre enn eller lik {{0}}. 088 mm) og elektrofuset magnesia (partikkelstørrelse mindre enn eller lik 0,088 mm), som den viktigste råstoffet (den kjemiske sammensetningen er vist i tabell 1), sodiumdodekylbenzenzenzen -råstoffet som er vist i tabell 1). Stabilisator av skummet og yttriumoksyd (Y2O3), Ytterbium oksid (YB2O3), lanthanumoksid (LA2O3) og samariumoksid (SM2O3) som tilsetningsstoffer.
Tabell 1 Kjemisk sammensetning av råvarer
2.2 Testformulering og prøveforberedelse
Aluminiumoksyd og elektrofusert magnesiumsand blandet med 1: 1 (molforhold), sjeldne jordoksider som tilsetningsstoffer, og tilsett deretter 35% vann, 0. 0 1 wt% skummidd og 0,1 wt% skumstabilisator, den tilberedte slurveren i blandingen i 5 minutters pud -mm i masse 5 meter for å få en m m -masse 4 minutter. Former, i prosessen med å helle former, skal lastes med materialer og dunking, fyll former med fullt av materiale etter formen på testformelen er vist i tabell 2.
Tabell 2 Eksperimentelle formuleringer (vekt%)
2.3 Eksempelhåndtering og ytelsestesting
Etter støping ble prøvene tørket naturlig i 24 timer, og deretter avstemt i en tørkeboks ved 110 grader i 12 timer. Til slutt ble de tørkede prøvene kalsinert ved 1600 grader i 3 timer. Den fysiske sammensetningen ble analysert ved bruk av et røntgendiffraksjonsanalysator (panalytisk X'pert-pulverdiffraktometer) og bulkdensitet, tilsynelatende porøsitet og romtemperaturens trykkfasthet til prøvene ble målt. Hovedtettheten, tilsynelatende porøsitet og romtemperaturens trykkfasthet til prøvene ble målt.
3.Analyse og diskusjon av eksperimentelle resultater
Fig. 1 Forhold mellom forskjellige sjeldne jordoksider og bulkdensitet og tilsynelatende porøsitet av prøver
Effektene av forskjellige sjeldne jordoksider på hovedtettheten og tilsynelatende porøsitet av magnesium-aluminium-spinel lettvektsaggregat er vist i figur 1. Som det fremgår av figuren, har prøven uten tilsatt sjeldne jordoksider mineralisator den laveste bulk-tettheten, og alle fire sjeldne jordoksider har effekten av å fremme pensjonen. Prøven med tilsetning av SM2O3 hadde den høyeste bulkdensitet og den laveste tilsynelatende porøsiteten på henholdsvis 2,15 g\/cm³ og 35,27%. Når 1 vekt% YB2O3 ble tilsatt, hadde prøvene relativt høy bulkdensitet og tilsynelatende porøsitet på henholdsvis 2,13 g\/cm³ og 47,77%.
Fig. 2 Effekt av forskjellige sjeldne jordoksider på trykkfastheten til prøver ved romtemperatur
Effektene av forskjellige sjeldne jordoksider på prøvestyrken til prøvene er vist på fig. Dette skyldes hovedsakelig det faktum at den sintringsfremmende egenskapen til SM2O3 er den beste, og resultatet er også i samsvar med resultatene fra bulk-tetthetstesten.
Fig. 3 Røntgendiffraksjonsmønstre av prøver med forskjellige sjeldne jordoksydtilsetningsstoffer
Røntgendiffraksjonsmønstrene til prøvene med 1 vekt% innhold av forskjellige typer sjeldne jordoksider er vist på fig. 3. Prøvene uten tilsatte sjeldne jordoksider viste intense diffraksjonstopper tilskrevet MGO på rundt 46 grader. I motsetning til dette, MGO -diffraksjonstopper ved 46 grader i prøvene som er dopet med Y2O3, SM2O3 og LA2O3, er åpenbart svekket eller til og med forsvunnet, noe som indikerer at utviklingen og dannelsen av Mgal2O4 er mer komplett i disse tre prøvene. Det er verdt å merke seg at i YB2O3-prøven er diffraksjonstoppen ved 46 grader fremdeles åpenbar, noe som viser at den sintringsfremmende effekten av YB2O3 er dårligere enn for de tre andre sjeldne jordoksydene.
Oppsummert av resultatene kan det sees at tilsetning av sjeldne jordoksider som mineraliseringsmidler effektivt kan fremme dannelsen av MGAL2O4, der prøvene med tilsetning av SM2O3 har relativt høy bulk -tetthet og trykkfasthet. Derfor ble effekten av eksemplene spesielt undersøkt, og resultatene er vist i fig. 4.
Fig. 4 Effekt av forskjellige SM2O3 -tilsetninger på tilsynelatende porøsitet og bulkdensitet av prøver
Forholdet mellom SM2O3 -tilsetning og den tilsynelatende porøsiteten og bulkdensiteten til prøvene er vist på fig. 4. Fra figuren kan man se at variasjonstrendene med tilsynelatende porøsitet og bulkdensitet er motsatt. Med økningen av samariumoksydinnhold i prøven, avtar den tilsynelatende porøsiteten og bulkdensiteten øker med økningen av mengden samariumoksid i området 0 ~ 1,5 vekt%. Når samariumoksydinnholdet var 1,5 vekt%, var porøsiteten den laveste og bulk -tettheten var den høyeste. Men når samariumoksydinnholdet oversteg 1,5 vekt%, begynte den tilsynelatende porøsiteten å øke og bulk -tettheten begynte å avta.
Fig. 5 Effekt av forskjellige innhold av SM2O3 på trykkfastheten til prøver ved romtemperatur
Forholdet mellom forskjellig samariumoksydinnhold og romtemperaturens trykkfasthet til prøvene er vist på fig. 5. Som det fremgår av figuren, når samariumoksydinnholdet i prøven er i området 0 ~ 1,5WT%, er den normale temperaturens komprimeringsstyrke til prøven proporsjonal til endringen av samariumoksiden. Når samariumoksydinnholdet er 1,5 vekt%, er trykkstyrken til prøven den maksimale verdien, som er 94% høyere enn for prøven uten samariumoksyd. Når samariumoksydinnholdet oversteg 1,5 vekt%, begynte imidlertid trykkfastheten ved romtemperatur å avta. Det viser at tilsetning av samariumoksyd kan forbedre trykkfastheten til Mg-Alse lettvektsaggregat.
XRD av prøvene med forskjellig innhold av SM2O3 tilsatt, de forberedte prøvene har sterke MGAL2O4 -diffraksjonstopper. Sammenligning med diffraktogrammer av prøvene uten tilsetningsstoffer i fig. 3 avslører at MgO -diffraksjonstoppene til SM2O 3- som inneholder prøver er relativt flate, blant dem diffraksjonstoppene av magnesiumoksyd er de mest flate når SM2O3 -tilsetningen er 1,5 wt%. Dette viser at tilsetningen av SM2O3 kan fremme dannelsen av magnesium-aluminium-spinel. Det er også verdt å merke seg at ved 34,2 grader og 23,7 grader (1,5 vekt%), reagerte SM2O3 med urenhetene i råstoffet for å generere et høyt smeltepunkt sjelden jord -silikatfase Ca2SM8 (SIO4) 6O2 erstatte det originale lave smeltepunktets silikatglassbilde, noe som er nyttig for Sintering Properties og høye temperaturer av materialet. Magnesium-aluminium-spineltoppene og magnesitttopper av de tilberedte prøvene ble forskjøvet til en viss grad, noe som hovedsakelig skyldtes 4F-elektronlagsstrukturen og kjemisk aktivitet av den sjeldne jord-ionen SM 3+ (R=0. 0964 nm) at den som er i}}}}}}. til slutt fremmet sintringen.
4. Konklusjon
I syntesen av Mg-Al-spinel lettvektsaggregat, kan tilsetning av yttriumoksyd, ytterbiumoksyd, lanthanumoksid og samariumoksyd øke bulkdensiteten, redusere den tilsynelatende porøsiteten, øke den komprimerende styrken og fremme formasjonen av mg-al-spinel, som den sinters-samlen. Når tilsetningen av SM2O3 når 1,5 vekt%, har prøven den laveste porøsiteten og den høyeste bulkdensiteten på henholdsvis 2,28 g\/cm³ og 31,72%.
5. Applikasjoner
Gjennom den ovennevnte teknologien blir lavt ledningsevne flerlags kompositt magnesium-aluminium spinel-murstein påført i 24-32 meter, gjennomsnittlig temperatur er 43 grader lavere enn for magnesium-aluminium spinel murstein, og levetiden når mer enn 12 måneder. Lav termisk konduktivitet Magnesium-aluminium spinel murstein anerkjennes ikke bare av kundene innenlands, men har også blitt brukt i mange roterende ovner av utenlandske kunder som Mexico Cement og Tyrkia, og har blitt sterkt berømmet.
Med sikte på problemene med høyt energiforbruk og høyt karbonutslipp i sementindustrien, har den lave varmeledningsevnen flerlags sammensatte magnesia-aluminiumoks av isolasjonslaget. Zirconia-forsterket aluminiumoksydfiberkort med utmerket høy temperaturmotstand ble valgt som materiale for det termiske isolasjonslaget gjennom studiet av forskjellige termiske isolasjonsmaterialer. Under forberedelsesprosessen brukes den innovative produksjonsprosessen for å realisere samtidig støping og skyting, forenkle prosessen, redusere kostnadene og forbedre produksjonseffektiviteten. Lav termisk konduktivitet Magnesium-aluminium spinel murstein Termisk konduktivitet 2. 4-2. 5W\/(MK) er langt lavere enn dagens marked vanlige magnesium-aluminium spinel murstein 3. 0-3. 3W\/(mk).
Gjennom selve anvendelsen av tilbakemeldinger fra kunder, kan flerlags sammensatte magnesium-aluminium-spinelmurstein effektivt redusere temperaturen på sylinderen på overgangssonen til sementovnen, energisparing og karbonreduksjonsfordeler. For sementets roterende ovnens energisparing og reduksjon av utslipp gir en ny retning.
Zinfon Refactory Technology Co., Ltd
Vi er en ildfast leverandør av materialer som integrerer FoU, produksjon, konstruksjon, lager og handel.
Vi tilbyr forskjellige magnesia- og aluminiumoksyddannelser, inkludert både formede og uformede produkter, råvarer og relaterte kjemiske produkter.
Vi er sertifisert til ISO9001, ISO14001, ISO45001 og andre nasjonale og lokale sertifiseringer som følger: