Tehnologija karbonizacije pirolizom je metoda obrade koja koristi visoku temperaturu za pirolizu organskih komponenti u anaerobnim uvjetima i konačno stvaranje čvrstih spojeva ugljika. U procesu pirolize i karbonizacije proizvest će se velika količina jakih kiselih plinova kao što su dušikovi oksidi, sumporni oksidi, ugljikovi oksidi, klorovodik i fluorovodik. Uz djelovanje visokotemperaturne vodene pare, generirani dimni plin će ozbiljno nagrizati oblogu karbonizacijske peći. Oblaganje lijevaka za karbonizacijske peći mora imati dobru otpornost na kiselu koroziju pri visokim temperaturama, odgovarajuću čvrstoću, nisku toplinsku vodljivost i izvrsnu otpornost na toplinski udar. Kako bi se uzela u obzir sveobuhvatna svojstva lijevanih obloga kao što su čvrstoća, otpornost na koroziju i toplinska vodljivost, mulit i smeđi korund korišteni su kao glavne sirovine u istraživanju, a neke šuplje kuglice od silicijevog karbida i aluminijevog oksida uvedene su u istraživanje. istovremeno pripremiti vrstu materijala za oblaganje peći za karbonizaciju s niskom toplinskom vodljivošću i otpornošću na jaku kiselu koroziju. Kako bi se dodatno poboljšala čvrstoća i otpornost na kiselinu lijevanog materijala, u skladu s uvjetima uporabe i zahtjevima izvedbe obloge peći za karbonizaciju, u ovom radu, dodatna količina (w) šupljih kuglica aluminijevog oksida od 1~0 .2 mm je 15 posto i manje od ili jednako 0.074 mm. Na temelju dodatka praha silicijevog karbida (w) od 8 posto, proučavani su učinci praha silicija i čađe na svojstva kiselootpornih lijevaka za karbonizacijske peći.
test
1.1 Sirovine
Glavne sirovine korištene u testu su: fuzionirani mulit, gustoća 2,71 g·cm-3, veličina čestica 8~5, 5~3, 3~1, manje od ili jednako 1, manje od ili jednako {{10}}.074 mm; gustoća smeđeg korunda 3,90g·cm- 3, veličina čestica Manja ili jednaka 1, Manja ili jednaka 0,08 mm; silicijev karbid, veličina čestica Manja ili jednaka 0,074 mm; šuplja kugla glinice, veličina čestica 1~0,2 mm; Mikroprah silicijevog dioksida, čisti kalcijev aluminatni cement, silicijev dioksid (manje od ili jednako 0,074 mm), prah čađe. Primjese uključuju polifosfatno sredstvo za redukciju vode i sredstvo protiv eksplozije od organskih vlakana.
1.2 Testni proces i testiranje performansi
Pomiješajte sve vrste sirovina ravnomjerno u omjeru, dodajte vodu i promiješajte te vibrirajte da biste formirali uzorke od 40 mm × 40 mm × 160 mm i φ180 mm × 30 mm. Nakon sušenja na sobnoj temperaturi 24 sata, kalupi se oslobađaju. Nakon očuvanja topline na 1100 stupnjeva tijekom 3 sata i 1350 stupnjeva tijekom 3 sata, nasipna gustoća (YB/T5200—1993), čvrstoća na pritisak (GB/T5072—2008), čvrstoća na savijanje (GB/T3001—2007) i linearne promjene ispitani su probni uzorci. stopa (GB/T5988-2007). Prema HG/T3210-2002 uzorci su ispitani na otpornost na kiselinu otopinom dušične kiseline masene koncentracije 50 posto.
Rezultati i rasprava
2.1 Utjecaj količine dodanog praha silicija na svojstva kiselootpornih lijevaka za karbonizacijske peći
Nakon što su uzorci tretirani na različitim temperaturama, s povećanjem količine dodanog praha silicija, trend promjene nasipne gustoće nije bio konzistentan. Nasipna gustoća uzoraka tretiranih na 110 stupnjeva u osnovi se smanjila s povećanjem količine dodanog praha silicija. Nasipna gustoća uzoraka tretiranih na 1100 stupnjeva lagano se smanjila s povećanjem količine dodanog praha silicija. Nasipna gustoća uzoraka znatno je veća od one nakon obrade na 1100 stupnjeva.
U planu ispitivanja korištena je ista količina praha silicija umjesto praha silicij karbida. Gustoća silicijeva karbida veća je od gustoće silicija. Pod istom veličinom čestica, razlika u gustoći dviju sirovina uzrokovala je razliku u nasipnoj gustoći uzorka na 110 stupnjeva. S povećanjem količine dodanog praha silicija smanjivala se nasipna gustoća uzorka. U uvjetima obrade od 1100 stupnjeva, nasipna gustoća uzorka neznatno se smanjuje s povećanjem količine dodanog silicijevog dioksida, jer je silicij dioksid djelomično oksidiran u obliku silicijevog dioksida i reagira s cementom, silicijevim dioksidom i drugim komponentama u obliku tekuća faza s niskim talištem. , redukcijska atmosfera prekrivena ugljikom pod uvjetima ispitivanja spriječila je proces oksidacije. Smanjenje nasipne gustoće u odnosu na tretman od 110 stupnjeva bilo je uglavnom zbog isparavanja vezane vode. Nakon toplinske obrade na 1350 stupnjeva, povećanje nasipne gustoće uzorka u usporedbi s 1100 stupnjeva uglavnom je uzrokovano reakcijskim sinteriranjem. Silicij se ne topi na 1350 stupnjeva C. S jedne strane, njegova vlastita oksidacija može spriječiti oksidaciju silicij karbida i može reagirati sa čađom u obliku silicij karbida; s druge strane, porast temperature uzrokuje reakcijski proces stvaranja eutektike. Lakše ga je izvesti i može pospješiti zgušnjavanje uzorka.
Što se tiče online stope promjene, može se vidjeti na slici 2 da pod uvjetom od 1100 stupnjeva, linearna stopa promjene uzoraka s različitim količinama praha silicija nije mnogo drugačija i svi pokazuju trend smanjenja, što ukazuje na da je stupanj reakcije silicijevog praha relativno mali, a na 1350 Pod uvjetom stupnja bliži je talištu silicija. U ovom procesu, silicijski prah prolazi očitu reakciju i sinteriranje, što uzrokuje povećanje gustoće uzorka, postupno smanjenje prividne poroznosti i povećanje linearne stope skupljanja, a ovaj učinak premašuje učinak kijanita molibdena. Ekspanzija iz petrokemijskih reakcija.
Čvrstoća uzoraka tretiranih na 110 stupnjeva pri sobnoj temperaturi ima malu razliku. Čvrstoća na ovoj temperaturi uglavnom je posljedica kombinacije hidrata mineralne faze u kalcijevom aluminatnom cementu sa fazom sustava. Sadržaj cementa je isti, tako da razlika u čvrstoći nije velika. Nakon toplinske obrade na 1100 stupnjeva, čvrstoća na savijanje i tlačna čvrstoća uzoraka pokazale su trend polaganog povećanja s povećanjem količine dodanog praha silicija, što ukazuje da je prah silicija igrao ulogu u poboljšanju čvrstoće na ovoj temperaturi. Nakon toplinske obrade na 1350 stupnjeva, čvrstoća uzorka očito se promijenila s povećanjem količine dodanog praha silicija. Osobito kada količina dodanog praha silicija premašuje 2,5 posto (w), iako se čvrstoća na savijanje uzorka povećava, tlačna čvrstoća se smanjuje u usporedbi s onom nakon toplinske obrade na 1100 stupnjeva. Analiza pokazuje da je pod temperaturnim uvjetima od 1350 stupnjeva u uzorku formiran određeni sadržaj komponenti tekuće faze, što je rezultiralo smanjenjem žilavosti lijevanog materijala na sobnoj temperaturi i povećanjem krtosti, posebno za unutarnje neravnine strukturi lijevanog materijala, na čvrstoću utječu različiti nedostaci. , pukotine i drugi čimbenici postaju vrlo osjetljivi, što rezultira nedosljednim trendovima čvrstoće na savijanje i čvrstoće na pritisak. Uzimajući u obzir utjecaj praha silicija na čvrstoću na savijanje i čvrstoću na pritisak, odgovarajuća količina dodanog praha silicija je oko 2,5 posto (w).
u zaključku
(1) Silikonski prah ima mali učinak na čvrstoću uzoraka otpornih na kiselinu pri 110 stupnjeva. Na 1100 stupnjeva, silicijski prah počinje prolaziti reakciju oksidacije, a na 1350 stupnjeva, silicijski prah prolazi očitu reakciju i sinteriranje, uzrokujući povećanje gustoće uzorka. , linearna stopa skupljanja se povećava, a ovaj učinak premašuje učinak ekspanzije proizveden reakcijom mulitizacije kijanita. Pod uvjetima ispitivanja, odgovarajuća količina dodanog praha silicija je oko 2,5 posto (w).
(2) Na temperaturi od 110 i 1100 stupnjeva, čvrstoća čađe je smanjena zbog povećanja količine vode dodane kiselootpornom lijevaniku. Na 1350 stupnjeva, reakcija između čađe i praha silicija može poboljšati čvrstoću. posljedica. Dodatak čađe je koristan za poboljšanje otpornosti lijevanog materijala na kiseline, ali dodavanje viška čađe će povećati poroznost lijevanog materijala. Prema rezultatima testa, kada je dodana količina čađe 1,5 posto (w), lijevani materijal otporan na kiseline ima odgovarajuću čvrstoću i otpornost na kiseline.
