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文章编辑:飞速直播间 发表时间:2021-07-15 浏览次数:
蓝晶石是一种高铝矿物原料,在低温下分解发生莫来石和SiO2,同时随同分明的体积收缩,而低温收缩是其他高铝原料所没有的特性,故经常将蓝晶石作为原料添加到制品中,应用其收缩效应抵消某些基体资料的膨胀或许制品的烧成膨胀,使制品具有低温体积绝对波动,抗热震性好和抗蠕变功能好等特点,进而进步制品的低温使用性能,延伸制品的使用寿命。蓝晶石还具有耐酸碱、耐腐蚀、抗冲击力强、电绝缘功能好等特点。蓝晶石被广泛应用于冶金、陶瓷、飞速直播间、玻璃、机械、电力和化工等范畴。本文对蓝晶石在不定形飞速直播间范畴的使用停顿报道文献加以汇总,系统地引见了蓝晶石资料的应用停顿状况。
 
 
(蓝晶石原矿)
 
浇注料是一种加水搅拌后具有良好流动性的不定形飞速直播间,既可直接浇注成衬体运用,又可用浇注或震实的办法制成预制块运用。在不定形飞速直播间中,浇注料所占比例最大。浇注料次要作为冶金、水泥、石油、化工、建材及机械工业窑炉和热工设备的内衬资料而普遍运用。
1、矾土基耐火浇注料
随着技术的开展,浇注料正朝向低水泥方向开展,低水泥浇注料与传统浇注料相比,具有更佳的低温功能和抗渣功能。其中,矾土基低水泥浇注料已获得一定的停顿,为了处理矾土基低水泥浇注料在低温条件下因体积膨胀招致的构造剥落,张玲等、朱新伟、单玉香等辨别研讨了蓝晶石对矾土基低水泥浇注料功能的影响。结果表明:蓝晶石原料在1300℃以前收缩不分明,在1325℃~1390℃温度区间内疾速收缩,在1430℃到达最大收缩值。蓝晶石收缩温度区间较窄,仅65℃。当温度持续降低,由于液相的生成及烧结的作用,膨胀率下降。当蓝晶石的参加量足够多时,才干补偿浇注料因烧结发生的膨胀,进步资料的低温体积稳定性。在蓝晶石有较大收缩值的温度范围内加入适量蓝晶石有利于进步资料的荷重硬化温度。浇注料应依据运用温度的不同而参加不同含量的蓝晶石,以便确保资料强度的进步。蓝晶石的参加,一方面能分解发生莫来石,进步资料的强度;另一方面由于分解发生的收缩,使强度的添加受到限制。因而,只要引入过量的蓝晶石,才干改善资料的常温力学性能。
王建武等研讨了基质组成对矾土基浇注料荷重硬化温度的影响。结果表明:蓝晶石的体积收缩在高温时不分明,因而只要参加大批的蓝晶石才干进步0.6%变形温度,而参加量过多时,低熔作用占主导招致0.6%变形温度下降。蓝晶石在低温下发生的体积收缩补偿了试样的紧缩变形以及蓝晶石降低液相生成温度,因而浇注料的4%变形温度随蓝晶石参加量的添加而进步,这与张玲等的研讨后果相反。
陈杨等还研讨了蓝晶石参加量对矾土基低水泥浇注料低温抗折强度和抗热震性的影响。结果表明:随着蓝晶石参加量的添加,资料的低温抗折强度和抗折强度坚持率均呈先增大后减小的变化规律,当参加量w(蓝晶石)=4%时,资料具有最大的低温抗折强度,当参加量w(蓝晶石)=2%时,资料具有最佳的抗热震性。参加蓝晶石可进步资料抗热震性的缘由为:蓝晶石在低温下分解构成柱状莫来石,这些长柱状晶粒穿插在基质中,构成网络交错构造,彼此互相制约和增强,能较好抵抗由热震惹起的裂纹扩展,对进步资料的强度和抗热震性有利。
包扬等也以矾土为原料,以活性SiO2微粉、α-Al2O3微粉和纯铝酸钙水泥为结合剂,添加过量减水剂,研制出一种具有优秀抗低温蠕变功能、抗热震性和荷重硬化温度高的高强、不膨胀高铝浇注料,并比照了三种膨胀剂金属硅、蓝晶石和红柱石对资料功能的影响。结果表明:不加膨胀剂的资料低温膨胀大,易在低温运用进程中发生膨胀裂纹,降低使用寿命。参加三种膨胀剂均对资料起到了一定的低温抗膨胀功能,其中参加金属硅粉彻底解决了资料在1400℃时的低温膨胀,抵消了其低温蠕变,效果好于蓝晶石、红柱石,这与周安宏等的研讨后果相反。但其价钱较贵,不利于降低资料本钱。研制的该浇注料已在高炉、回转窑、加热炉炉顶、烧结机点火器等部位使用,功能良好,寿命可达2年~3年。
2、烧结点火炉用耐火浇注料
烧结点火炉是制备供高炉用烧结矿和球团矿的热工设备,运用的内衬资料在运用进程中往往会呈现炉墙底部化学腐蚀严重和炉顶烧嘴四周温度较高的景象,招致点火炉使用寿命普通不到2年。
为了进步点火炉使用寿命,夏昌勇等以矾土、莫来石、SiC、蓝晶石和硅线石为原料,以SiO2微粉、活性α-Al2O3微粉和铝酸钙水泥为结合剂,参加减水剂三聚磷酸钠,研制出一种烧结点火炉用浇注料。结果表明:SiO2微粉的参加不但添加了资料的烘干后强度,也添加了资料经过1350℃烧后的常温抗折强度,但低温烧后资料的线收缩率却随着SiO2微粉参加量的添加而增大,影响了资料的低温体积稳定性。蓝晶石的引入能确保资料取得较理想的收缩效果。综合思索浇注料的各项功能,资料的最佳配比为:w(矾土)=70%,w(莫来石)=11%,w(蓝晶石)=3%,w(SiC)=4%,w(铝酸钙水泥)=5%,w(SiO2微粉)=3%,w(活性α-Al2O3微粉)=4%,w(三聚磷酸钠)=0.15%。
研制的该浇注料可用于点火保温炉的炉顶、隔墙和点火段的侧墙,并且该浇注料已在马钢烧结厂、三明钢铁厂、本钢烧结厂、天津铁厂、南昌钢铁厂、涟钢、湘钢和武钢等国际钢铁厂的点火炉上运用,实践运用结果表明:该浇注料施工功能好,烘干和低温烧后强度高,荷重硬化温度高,抗热震性好,点火炉内衬无大的剥落和开裂,使用寿命已超越4年,确保了正常的消费运转。
3、矾土基无水泥浇注料
加热炉、均热炉是轧钢或锻钢时用于加热和均热钢坯或钢锭的热工设备,用于烧嘴部位的飞速直播间需有良好的低温耐火功能和抗热震功能以及优秀的抗低温气流冲刷与烟尘腐蚀的功能。而现用的矾土水泥结合高铝质耐火浇注料抗热震性普通,耐剥落性差,使用寿命较短,普通为3~6个月;同时由于运用矾土水泥作结合剂,水泥中的CaO成分在低温运用时构成低熔物,降低了浇注料的耐火功能,使资料变形严重,改动了炉内温度场,从而影响了钢坯的加热质量。
为此,刘云等以矾土、蓝晶石和硅线石为原料,以ρ-Al2O3微粉和SiO2微粉为结合剂,制备出矾土基无水泥浇注料。因ρ-Al2O3结合剂中w(Al2O3)=99.21%,杂质含量极低且不带入低熔物,因而不构成Al2O3-SiO2-CaO系,资料在低温运用进程中不构成钙黄长石或斜长石这样的低熔物,从而进步了资料的低温功能。将蓝晶石和硅线石依照质量比为2∶1的比例引入到浇注料中,改善了资料的低温烧后线变化并进步了资料的抗热震功能。蓝晶石和硅线石的热膨胀系数较小,在低温下转变为莫来石的热膨胀系数也小,相变前后的晶相都有利于进步资料的抗热震性;同时由于蓝晶石和硅线石热膨胀系数的差别,招致在相的界面上发生微裂纹,利用微裂纹的增韧机制也进步了资料的抗热震功能。
4、铁水预处理脱硫喷枪浇注料
铁水预处理是进步钢铁产品质量,扩展钢材种类,降低成本的重要工艺手腕。脱硫喷枪是预处理设备的重要组成部分,在运用进程中脱硫喷枪浇注料因遭到渣液、铁水的搅动而需接受低温冲刷磨损,同时还需接受喷吹时枪体振动带来的机械毁坏以及间歇作业时温度的骤然变化。因而,脱硫喷枪浇注料经常发生穿孔、开裂和熔损等景象,进而损坏钢管内芯,降低了脱硫喷枪的使用寿命,障碍了消费,加大了生产成本。
对此,程伟以矾土、莫来石和蓝晶石为原料,以SiO2微粉和铝酸钙水泥为结合剂,添加过量钢纤维,研制出一种顺应攀钢工艺要求的铁水预处理脱硫喷枪浇注料。由于喷枪壁薄,运用时温度动摇较大,枪体机械振动猛烈,因而枪体的低温体积稳定性十分重要,为尽量减少钢管内芯的热膨胀与浇注料的热膨胀的差别,必需使喷枪在中、低温条件下具有一定的收缩。因而,过量蓝晶石的引入抵消了资料在低温和冷却进程中发生的膨胀裂痕,从而进步了资料的使用寿命。将研制的该浇注料成型10支脱硫喷枪在攀钢运用,抗冲刷才能明显增强,均匀使用寿命37.9次,较原喷枪使用寿命进步20次左右,保证了消费需求。但该浇注料在运用十几次后,仍存在环状裂纹,这也将影响其使用寿命,因而有待进一步处理浇注料与钢管内芯的热膨胀系数婚配成绩。
5、莫来石基浇注料
莫来石基浇注料具有很强的抗爆裂性、较高的强度和优秀的抗热震性等特点,适用于耐剥落及耐磨性优秀的衬里部位。为了进一步提高莫来石基浇注料的功能,郭敬娜等以莫来石、刚玉和蓝晶石为原料,以SiO2微粉和苏州土为结合剂,研讨了3种粒度的蓝晶石(0.8mm~0.355mm,0.355mm~0.088mm,<0.088mm)对莫来石-刚玉资料功能的影响。结果表明:随着温度的降低,参加粒度>0.088mm蓝晶石试样的线变化率添加,显气孔率增大,体积密度下降,耐压强度减小;而参加粒度<0.088mm蓝晶石试样的线变化率略有添加,显气孔率、体积密度和耐压强度变化不大。含有3种粒度蓝晶石的试样中,引入粒度<0.088mm蓝晶石的试样具有较低的显气孔率、较大的体积密度和较高的耐压强度。由XRD曲线看出,粒度<0.088mm的蓝晶石在1200℃开端分解,在1300℃时完全分解,莫来石衍射峰的强度不时进步。粒度为0.355mm~0.088mm和0.8mm~0.355mm的蓝晶石分解温度降低,完全分解的温度进步至1400℃左右,疾速分解温度在1200℃~1300℃,温度持续降低时,蓝晶石的分解量变化不大。虽然3种粒度的蓝晶石在1400℃时已完全或简直完全分解,但由线变化率后果可知,含有3种不同粒度的试样在1400℃~1500℃区间仍在收缩,依据Saruhan等的研讨,莫来石的分解温度始于1470℃,因而在该温度区间的收缩是由蓝晶石分解发生的SiO2与Al2O3反响,即二次莫来石化反响形成的。在本实验条件下,参加蓝晶石的最佳粒度为<0.088mm,最佳参加量为w(蓝晶石)=10%~15%。Belogurova等以蓝晶石、氧化镁、SiC和硅铁消费废弃物为原料,制备出具有优秀抗热震功能的莫来石-堇青石复合材料。该资料经过1300℃→水冷条件下,热震循环次数可达45次。
6、硅酸铝纤维浇注料
隔热保温材料与致密资料相比具有密度低、热导率低、保温功能好等特点,被广泛应用于低温窑炉的隔热层和内衬,添加了窑炉的蓄热效果并加重了窑炉的分量,在倡导低碳环保和可继续开展的理念下,具有很好的发展前景和研讨意义。其中,硅酸铝纤维是一种重要的隔热材料。但是,传统的硅酸铝纤维材料次要以定形制品为主,如纤维板、毡、毯等,遭到强度及施工条件的限制,不能普遍的使用于需满足一定强度和施工条件较为复杂的窑炉部位,并且纤维材料的定向膨胀严重,容易因发生过大的裂痕而招致炉壁受损。随后开展的纤维不定形资料次要为纤维喷涂料,纤维喷涂料虽然克制了上述定形制品的缺陷,但由于纤维喷涂料的强度低,易受机械力毁坏,因而其使用范围无限。
为此,胡鹏以高铝纤维球、轻质莫来石、蓝晶石、α-Al2O3粉和SiO2微粉为原料,以高铝水泥和硅溶胶为结合剂,研制出一种整体性好、施工方便、低导热性、高强度的硅酸铝纤维浇注料。硅酸铝纤维材料的体积密度非常低,外部具有很多的空气,同时由于硅酸铝纤维的直径十分细,普通为3μm~7μm,且纤维是一种非晶体物质,它具有比晶体高的内能,极不波动,在低温下很容易析晶,因而纤维浇注料和其他浇注料相比,具有更大的低温体积膨胀。蓝晶石的引入对纤维浇注料强度的影响不大。随着蓝晶石参加量的增多,资料的线膨胀率先减小后增大,当w(蓝晶石)=5%时,资料具有最小的线收缩率。倪文等为了增加莫来石隔热耐火浇注料的低温膨胀,将蓝晶石作为膨胀剂引入到隔热浇注料中。结果表明:当蓝晶石参加量为w(蓝晶石)=25%时,隔热耐火浇注料经过1500℃×24h烧成后的线收缩率为0.8%,到达了设计要求。
7、焦宝石基浇注料
此外,焦宝石基浇注料具有优秀的耐高温功能、耐熔融金属腐蚀和抗热震功能,适用于与铁水直接接触的转炉、铁水包等设备的衬里部位。作者等将蓝晶石引入到焦宝石基浇注料中,辨别开发出不同品种的焦宝石基浇注料。由于蓝晶石的引入,这些浇注料在低温下均具有良好的体积稳定性能。
总结
除了上述中,蓝晶石在耐火浇注料中的使用,其在其他不定形飞速直播间的制备范畴都起着无足轻重的作用。应用蓝晶石低温下永久性收缩的特点,将其引入到飞速直播间和陶瓷等资料中,可以进步制品的体积稳定性、荷重硬化温度、抗热震性、抗渣性和抗磨性,处理了资料在低温和冷却进程中因发生膨胀、裂纹和剥落等降低使用寿命的成绩。但蓝晶石的体积收缩在补偿资料膨胀的同时,也存在降低资料强度的不利影响,因而在实践运用中,应依据运用环境合理选择蓝晶石的粒度和参加量,经过控制蓝晶石的粒度和参加量来调理其收缩量,从而完成资料体积稳定性和强度的均衡。
 
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