Varčevanje z energijo industrijskih peči je bilo vedno ključno vprašanje, ki ga morajo veliki porabniki energije, kot so metalurgija, strojna in kemična industrija, nujno rešiti. Ena izmed učinkovitih rešitev je uporaba lahkih toplotnoizolacijskih materialov z nizko prostorninsko gostoto in nizko toplotno prevodnostjo kot oblogo peči. Zaradi svoje nizke toplotne prevodnosti, nizke toplotne kapacitete, visoke temperaturne odpornosti, dobre odpornosti na toplotne udarce, visoke dimenzijske natančnosti in enotne strukture so mulitne toplotnoizolacijske ognjevarne opeke primerne za različna področja, kot so metalurgija, petrokemika, gradbeni materiali, keramika, itd. in stroji. Tovrstna vroča površinska obloga in podloga industrijske peči je, ker je lahko v neposrednem stiku s plamenom, izjemno odličen toplotnoizolacijski ognjevarni material.
Toplotnoizolacijska ognjevzdržna opeka mulit doseže učinek majhne teže in toplotne izolativnosti z luknjami v materialu. Zato je načelo priprave vnašanje por v material, predvsem vključno z metodo izgorevanja, metodo pene in kemično metodo. Običajne metode, kot so reakcijska metoda, metoda poroznega materiala, metoda brizganja z gelom, metoda sušenja z zamrzovanjem in metoda razgradnje na kraju samem. Med njimi lahko metodo izgorevanja razdelimo na metodo ekstrudiranja in metodo strojnega stiskanja zaradi različnih metod oblikovanja. Različni postopki priprave pomembno vplivajo na delovanje mulitnih zidakov. Da bi raziskali vpliv različnih postopkov na mulitne opeke, so bili izvedeni poskusi za pripravo mulitnih opek po treh metodah: metoda strojnega stiskanja, metoda ekstrudiranja in metoda pene. In primerjal njegovo delovanje.
Eksperimentirajte
1.1 Surovine
The main raw materials for the experiment are as follows: clay, calcined alumina ((ω(Al₂0₃)≥99, D0.5 is 0.043-0.1mm), calcined mullite powder ω(Al₂0₃)≥65, D0.5 is 0.1-0.5mm), Tabular corundum, (ω(Al₂0₃)>199.4, D0.5 je 0.043-0.2mm), kianit in silimanit. V poskusu uporabljeno sredstvo za penjenje je bil natrijev dodecil sulfonat. Uporabljeni materiali za izgorevanje so bile žagovina in polipropilenske kroglice. Vezivo je polivinilalkohol (PVA).
1.2 Priprava
Penasta metoda: Eksperimentalne surovine se predhodno mešajo 4 ure v skladu z razmerjem v tabeli. Dodajte 30 ~ 35 masnih odstotkov vode, da prašek zmešate v enotno in stabilno brozgo; nato dodamo vodo penilcu in mešamo pri visoki hitrosti, da dobimo stabilno peno: nazadnje zmes in peno enakomerno zmešamo. Vbrizgajte ga v kalup velikosti 40 mm x 40 mm x 160 mm. In rahlo stresite. Ko odstranite velike mehurčke, ga postavite na sobno temperaturo, da se naravno suši 8-12 ur. Odstranite kalup in pecite pri 1100 stopinjah 24 ur. Po žganju pri 1550 odstotkih in 3-urnem segrevanju dobimo mulitno toplotnoizolativno ognjevarno opeko.
Metoda stiskanja: Eksperimentalne surovine so bile predhodno mešane v skladu z razmerjem 2# v tabeli 1 4 ure, nato je bil polivinilalkohol razredčen in nato dodan enakomerno zmešanemu prahu. Mešamo 10-15 minut in ekstrudiramo v gredico 114 mm × 65 mm × 230 mm pri tlaku 5 MPa. Opeke pečemo pri 110 stopinjah 24 ur. Žgajo jih pri 1550 stopinjah in hranijo 3 ure, da dobimo toplotnoizolacijske ognjevzdržne opeke iz mulita.
Metoda ekstrudiranja: Eksperimentalne surovine so bile predhodno mešane v skladu z deležem 3# v tabeli 1 4 ure, dodani so bili 10-15 masni odstotki vode in nato enakomerno premešani. Po procesnih postopkih, kot sta lovljenje materiala in rafiniranje blata, je bil 114 mm × pripravljen z ekstruzijo. Opeke 65 mm × 230 mm so bile pečene pri 1100 °C 24 ur, nato žgane pri 1550 stopinjah in hranjene 3 ure, da so bile opeke iz mulita.
1.3 Karakterizacija
Pod predpostavko, da je nasipna gostota vzorcev, pripravljenih s tremi metodami oblikovanja, 1.0-1.1g/cm3, se zmogljivost vsake skupine vzorcev testira večkrat in vzame se povprečna vrednost.
(1) Linearna stopnja spremembe vzorca po sežigu je določena v skladu z nacionalnim standardom GB/T5998-2007:
(2) Hitrost spremembe linije za ponovno sežiganje se določi v skladu z nacionalnim standardom (GB/T3997.1-1998);
(3) Tlačna trdnost vzorca je določena v skladu z nacionalnim standardom (GB/T3997.2-1998);
(4) Toplotna prevodnost vzorca je v skladu s standardom metalurške industrije (YB/T4130-2005). Za merjenje uporabite ploščati merilnik toplotne prevodnosti (PBD-12-4Y);
(5) Temperatura mehčanja vzorca pri visoki temperaturi se določi v skladu z nacionalnim standardom (GB/T5989-1998). Meri se z diferencialno naraščajočo metodo.
Rezultati in razprava
2.1 Vpliv metode oblikovanja na spremembe linije
Po 3 urah žganja vzorca mulitne opeke pri 155 0 stopinjah je bila linearna stopnja krčenja vzorca, pripravljenega s peno, največja. Doseže 2,4 odstotka ; linearno krčenje vzorca, pripravljenega z ekstruzijsko metodo, je najmanjše, le 1,3 odstotka. Nadaljnje ponovno žganje vzorca pri 1620 stopinjah za 12 ur, vzorec, pripravljen po metodi s peno, ima najmanjšo stopnjo linearnega krčenja pri ponovnem žganju 0,73 odstotka; medtem ko ima vzorec, pripravljen z metodo ekstrudiranja, največjo stopnjo linearnega krčenja pri ponovnem žganju, ki doseže 1,56 odstotka.
Mulitna opeka, pripravljena po metodi pene, ima značilnosti velikega linearnega krčenja po žganju in majhnega linearnega krčenja po ponovnem žganju. Glavni razlog je, da je njegova struktura bolj enotna, porazdelitev velikosti por pa predstavlja bipolarno porazdelitev mikro-nano sobivanja, sintranje pa je bolj povzročeno. Po drugi strani pa sta linearna stopnja krčenja in ponovno žgana linearna stopnja krčenja mulitnih toplotnoizolacijskih ognjevzdržnih zidakov, pripravljenih po metodi strojnega stiskanja, manjša od tistih, pripravljenih po metodi ekstrudiranja. To je predvsem posledica različnih smeri sil v procesu oblikovanja. Vzrok za. Vzorec, pripravljen po metodi strojnega stiskanja, bo med žganjem do določene mere nabreknil.
2.2 Vpliv metode oblikovanja na trdnost
Mulitne opeke, pripravljene s peno, imajo dobro tlačno in upogibno trdnost. Tlačna trdnost doseže 5,6 MPa, upogibna trdnost pa 3,2 MPa; medtem ko imajo vzorci pripravljeni po metodi strojnega stiskanja tlačno in upogibno trdnost. Oba sta zelo nizka, le 1/4 prvega. Glavni razlog za nižjo trdnost slednjega je "elastični naknadni učinek" oblikovalca por med postopkom stiskanja, kar vodi do notranjih razpok v izdelku.
2.3 Vpliv metode oblikovanja na temperaturo mehčanja pod obremenitvijo
Temperatura mehčanja obremenitve mulitne opeke, pripravljene po metodi s peno, je za 100 stopinj višja kot pri metodi strojnega stiskanja ali ekstrudijske metode, medtem ko je temperatura mehčanja obremenitve mulitne opeke, pripravljene po metodi strojnega stiskanja in metodi ekstrudiranja, skoraj enako. Temperatura mehčanja obremenitve izolacijskega materiala ni povezana samo s kemično in fazno sestavo materiala, ampak tudi neločljivo povezana z njegovo strukturo por. V mulitni opeki, pripravljeni po metodi pene, so na njej enakomerno porazdeljene okrogle pore, ki lahko učinkovito razpršijo koncentracijo napetosti in izboljšajo sposobnost upora zunanjim silam brez deformacije. Hkrati lahko njegova struktura kombiniranih por na mikro-nano ravni učinkovito razprši toploto. Zaradi stresa ima boljšo prostorninsko stabilnost pri visokih temperaturah.
2.4 Vpliv metode oblikovanja na toplotno prevodnost
Pri enaki nasipni gostoti je toplotna prevodnost mulitnih zidakov, pripravljenih po metodi pene, manjša kot pri metodi strojnega stiskanja ali metodi ekstrudiranja. Toplotna prevodnost je tesno povezana s poroznostjo izdelka, poroznost pa se poveča. Poveča se vmesnik plin-trdna faza in poveča se fononsko sipanje toplotne prevodnosti trdne faze, s čimer se zmanjša toplotna prevodnost ognjevarnega materiala. Hkrati je toplotna prevodnost tesno povezana tudi s premerom por. V pogojih visoke temperature se gibanje molekul plina okrepi. Povprečna prosta pot se zmanjša zaradi povečane verjetnosti trka. Ko je povprečna prosta pot gibanja molekule plina bližja ali celo večja od velikosti mikropor v tem območju, konvektivni prenos toplote v porah oslabi in toplotna prevodnost materiala se zmanjša. . Pore mulitnih zidakov, pripravljenih po metodi pene, so mikro-nano pore, konvektivni prenos toplote je močno zmanjšan, učinek toplotne izolacije pa je bistveno izboljšan.
v zaključku
S primerjavo učinkovitosti mulitnih lahkih izolacijskih zidakov, pripravljenih s tremi različnimi metodami oblikovanja. Vidimo lahko, da ima metoda s peno prednosti dobrega učinka toplotne izolacije, visoke temperature mehčanja obremenitve, dobre trdnosti in nizke stopnje linearne spremembe ponovnega zgorevanja, zato ima očitne prednosti.
