Với việc quản lý môi trường quốc gia ngày càng sâu rộng và những nỗ lực lớn hơn, vật liệu chịu lửa kiềm thân thiện với môi trường không chứa crom xanh đã cho thấy nhiều ưu điểm hơn. Gạch spinel magie-nhôm là sản phẩm hàng đầu được sử dụng trong khu vực chuyển tiếp của lò quay xi măng cỡ lớn và vừa vì ưu điểm của chúng là cường độ cao, chịu nhiệt độ cao, chống sốc nhiệt và chống ứng suất nhiệt mạnh đã được công nhận rộng rãi bởi người dùng trong một thời gian dài. Ở giai đoạn này, nó vẫn là lựa chọn hàng đầu cho vật liệu chịu lửa cho vùng chuyển tiếp. Trong công trình này, người ta đã nghiên cứu ảnh hưởng của spinel magie-nhôm nung chảy trước khi tổng hợp lên hiệu suất của nó.
1 bài kiểm tra
1.1 Nguyên liệu
Thí nghiệm này sử dụng magie thiêu kết, magie nung chảy và spinel nhôm magie nung chảy làm nguyên liệu chính.
1.2 Phép thử độ tương phản khi bổ sung lượng và kích thước hạt của các loại spinel nhôm magie khác nhau
Cân chính xác nguyên liệu theo tỷ lệ yêu cầu. Đầu tiên, cho các viên bột vào máy nghiền ướt để trộn khô trong 2 đến 3 phút, thêm chất kết dính dung dịch lignin 3 phần trăm (w) và trộn trong 3 đến 5 phút, sau đó thêm bột mịn 0.088 mm và trộn trong 8 đến 10 phút. Thậm chí, bột mịn được bao bọc hoàn toàn trên viên, không có nguyên liệu thô, không có bùn, sờ tay có cảm giác đều và mềm, có thể xả nguyên liệu. Nó được hình thành bởi một máy ép trục vít điện 630 tấn. Sau khi thân xanh được sấy khô ở 110 độ × 24 h, nó được đưa vào lò nung đường hầm nhiệt độ cao để nung. Sau khi tổng cộng 5 điểm nhiệt độ cao được giữ trong 8 giờ, nó được làm nguội và đưa ra khỏi lò nung.
1.2 Thử nghiệm hiệu năng
Kiểm tra mật độ thể tích và độ xốp biểu kiến theo GB/T5998-2000, kiểm tra cường độ nén ở nhiệt độ phòng theo GB/T 5072-2008 và kiểm tra khả năng chống sốc nhiệt theo YB/T376.{{ 3}}.
2 Phân tích kết quả
2.1 Ảnh hưởng của việc bổ sung spinel magie-nhôm đến tính chất vật liệu
2.1.1 Ảnh hưởng đến độ rỗng biểu kiến và khối lượng riêng
Ảnh hưởng của lượng spinel magie-nhôm được thêm vào đến độ xốp biểu kiến và khối lượng riêng của mẫu.
2.1.2 Ảnh hưởng đến cường độ nén của sản phẩm ở nhiệt độ phòng sau khi nung
Có thể thấy rằng với sự gia tăng lượng spinel magiê-nhôm, cường độ nén của mẫu có xu hướng giảm. Tuy mức giảm không lớn nhưng giảm dần. Khi lượng bổ sung (w) lớn hơn 20 phần trăm, sức mạnh giảm rõ ràng hơn.
2.1.3 Ảnh hưởng của hiệu quả chống sốc nhiệt
Có thể thấy rằng khi lượng spinel magiê-nhôm được thêm vào tăng lên, khả năng chống sốc nhiệt của mẫu tăng dần. Khi lượng spinel magie-nhôm (w) lớn hơn 24% , khả năng chống sốc nhiệt cải thiện chậm. Hầu như không còn tăng.
2.2 Ảnh hưởng của spinel magie-nhôm với các cỡ hạt khác nhau đến tính chất của sản phẩm sau khi nung
2.2.1 Ảnh hưởng đến khối lượng riêng và độ xốp biểu kiến
Có thể thấy rằng kích thước hạt của spinel magie-nhôm ảnh hưởng đến mật độ khối và độ xốp biểu kiến của sản phẩm. Kích thước hạt quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho việc giảm độ xốp rõ ràng và tăng mật độ khối. Điều kiện tốt nhất chỉ đạt được khi kích thước hạt nằm trong khoảng thích hợp là 3.5-1 mm. Mật độ khối đo được của các mẫu B-1, B-2, B-3 và B-4 là 2,94 g·cm-3 và 2,96 g·cm, tương ứng là -3, 2,95 g·cm-3, 2,95 g·cm-3, độ xốp biểu kiến lần lượt là 16,7 phần trăm , 16,2 phần trăm , 16,4 phần trăm , 16,5 phần trăm .
2.2.2 Ảnh hưởng đến cường độ nén ở nhiệt độ phòng
Kích thước hạt của spinel magie-nhôm ảnh hưởng đến cường độ nén ở nhiệt độ phòng, kích thước hạt thích hợp có lợi để cải thiện cường độ nén ở nhiệt độ phòng, kích thước hạt lớn hơn hoặc nhỏ hơn đều không có lợi cho việc cải thiện cường độ nén ở nhiệt độ phong. Cường độ nén trung bình ở nhiệt độ phòng của các mẫu B-1, B-2, B-3 và B-4 là 61,3 MPa, 68,5 MPa, 65,4 MPa và 63,7 MPa, tương ứng.
2.2.3 Ảnh hưởng của hiệu quả chống sốc nhiệt
Với sự gia tăng kích thước hạt của spinel magiê-nhôm, độ ổn định sốc nhiệt của mẫu cho thấy xu hướng tăng đầu tiên và sau đó giảm dần. Khả năng chống sốc nhiệt của các mẫu B-1, B-2, B-3 và B-4 lần lượt là 14 lần, 16 lần, 12 lần và 9 lần.
2.3 Phân tích
Do mật độ thể tích của spinel magie-nhôm nung chảy được thêm vào (3,72 g·cm-1) cao hơn mật độ thể tích của magie có độ tinh khiết cao (3,25 g·cm-1), nên mật độ thể tích của chất được thêm vào spinel magie-nhôm tăng Cùng với sự gia tăng, độ xốp rõ ràng cho thấy xu hướng giảm. Khi spinel magie-nhôm được thêm vào hơn 20 phần trăm, sản phẩm sẽ tạo thành spinel thứ cấp trong quá trình nung, đồng thời thân gạch sẽ nở ra và các vết nứt nhỏ sẽ tăng lên, dẫn đến giảm mật độ thể tích và tăng độ xốp rõ ràng. Bởi vì spinel và pericla là cùng một hệ tinh thể đồng trục, nên hệ số giãn nở nhiệt của spinel magie-nhôm là 7,6×10-6, và của pericla là 13,5×10-6. Gạch M-MA chủ yếu tận dụng sự khác biệt lớn về hệ số giãn nở nhiệt giữa hai loại gạch này. Một số vết nứt nhỏ được hình thành trong quá trình nung và làm mát. Việc tạo ra các vết nứt nhỏ giúp cải thiện khả năng chống sốc nhiệt của vật liệu. Có thể sử dụng một lượng vết nứt nhỏ thích hợp. Đệm ứng suất nhiệt gây ra bởi sự thay đổi nhiệt độ của lò nung và giảm bong tróc sản phẩm. Tuy nhiên, quá nhiều vết nứt nhỏ sẽ ảnh hưởng xấu đến độ bền của vật liệu. Do đó, khi số lượng spinel nhôm magie tăng lên, khả năng chống sốc nhiệt của vật liệu sẽ được cải thiện. Cường độ nén ở nhiệt độ phòng giảm.
3. Kết luận
(1) Với sự gia tăng lượng spinel magie-nhôm, cường độ nén của gạch magie-nhôm ở nhiệt độ phòng sẽ giảm dần và hiệu suất sốc nhiệt sẽ dần được cải thiện. Mật độ thể tích tổng thể, độ xốp biểu kiến, cường độ nén ở nhiệt độ phòng, độ ổn định sốc nhiệt, v.v. Các yếu tố, lượng bổ sung hợp lý (w) là 20 phần trăm và số lượng khả năng chống sốc nhiệt hầu như không tăng sau khi lượng bổ sung vượt quá 24 phần trăm;
(2) Trong quá trình nung, thêm spinel magie-nhôm để tạo thành spinel thứ cấp với magie (M-MA), tạo ra một lượng vết nứt nhỏ thích hợp, có lợi để cải thiện hiệu suất sốc nhiệt, nhưng độ bền bị giảm;
(3) Việc tăng kích thước hạt của spinel magie-nhôm một cách thích hợp có lợi để cải thiện khả năng chống sốc nhiệt. Kết quả thử nghiệm là mật độ thể tích của sản phẩm khi kích thước hạt là 3.5-1 mm được thêm vào, độ xốp rõ ràng là tốt nhất, độ bền vừa phải và độ ổn định sốc nhiệt tốt. .
