Silika mursteiner syrebaserte- ildfaste materialer som hovedsakelig består av tridymitt, cristobalitt og små mengder rester av kvarts og glass. De gir sterk motstand mot syrebasert-basert slagg, men er mottakelige for korrosjon av alkalisk slagg og er sårbare for korrosjon av oksider som Al2O3, K2O og Na2O. Deres ildfasthet under belastning er høy, fra 1640 grader til 1680 grader, nær smeltepunktene til tridymitt og cristobalitt (henholdsvis 1670 grader og 1713 grader). Deres største ulempe er deres lave termiske sjokkmotstand, men deres ildfasthet er lik deres ildfasthet under belastning. De tåler lang{10}}bruk ved høye temperaturer uten deformasjon, noe som bidrar til å sikre den strukturelle styrken til murkonstruksjoner under drift.
Silikamurstein brukes først og fremst i skillevegger i karboniserings- og forbrenningskamrene til koksovner, så vel som i takene eller hvelvene til bløtgroper, varme masovner, syreåpne-herdeovner og glassovner. Innen jernfremstillingsteknologi blir nye teknologier som direkte reduksjon og smeltet reduksjon gradvis forvandlet til produktive krefter. I koksindustrien er det utviklet en "formet koks" produsert uten bruk av koksovn, som delvis kan erstatte tradisjonell koks.
Ildfaste silikaklosser, som de fleste sintrede ildfaste murstein, produseres ved hjelp av en halv-tørr prosess og brennes i tunnelovner. Sprekker som oppstår under produksjonsprosessen er en av hovedårsakene til den høye skrotraten.
Typer sprekker i silika murstein
Sprekker i silisiumstein kan kategoriseres som overflatesprekker og indre sprekker, sistnevnte også kjent som lagsprekker. Overflatesprekker er videre kategorisert som tverrsprekker, langsgående sprekker og nettverkssprekker. Silikaklosser produseres ved hjelp av en halv-tørrpresse-formingsmetode for å lage tette grønne kropper. Sprekker som oppstår langs trykkretningen som påføres det grønne legemet er tverrgående sprekker, mens sprekker som oppstår vinkelrett på trykkretningen er vertikale sprekker. Nettverkssprekker er sammensatt av flere sprekker fordelt i et edderkoppnettmønster på overflaten av en silikamurstein.
Vanligvis, for en standard silika murstein, presses den grønne kroppen gjennom sin tykkelse. Formingsprosessen av silikabrannstein er i hovedsak en prosess for å komprimere partiklene i emnet og fjerne luft, og derved danne et tett emne. Etter å ha blitt maskin-presset, viser klossene fordeler som høy tetthet, styrke, minimal tørking og brenningskrymping og lett kontrollerte produktdimensjoner. Imidlertid, hvis maskinens-presseprosessen er feil kontrollert, kan det dannes lamellære sprekker vinkelrett på trykkretningen i emnet under trykksettingsprosessen. Derfor er lamellære sprekker, eller rett og slett lamineringer, i silika-brannstein også langsgående sprekker.
Store lamineringer kan oppdages umiddelbart etter at mursteinene er dannet eller tørket. Imidlertid blir mindre lamineringer i mursteinene først merkbare etter brenning, da de fortsetter å utvide seg på grunn av termiske påkjenninger under brenning. Murstein som inneholder sprekker, spesielt lamineringer, er utsatt for brudd, noe som gjør dem ubrukelige og reduserer utbyttet av silika mursteinprodukter.
Nøkkeltiltak for dannelse og forebygging av sprekker i silikamurstein
1. Maskinpressing
Lamineringer i silikaklosser er primært forårsaket av feil kontroll av maskinens-presseprosess og blir noen ganger referert til som maskinpressede-sprekker. Råvarene og emnene til ildfaste silikasteiner er sammensatt av tre faser av stoffet: fast, vann eller andre bindemidler og luft. Under hele prosessen med mekanisk kompresjonsstøping eller dysepressing endres ikke mengden av faste og flytende faser, mens mengden luft i emnet komprimeres og reduseres på grunn av trykkvirkningen, og volumet av det komprimerte emnet reduseres også tilsvarende. Dysepressingsprosessen kan grovt deles inn i følgende tre stadier: (1) I det første trinnet, under påvirkning av trykk, begynner partiklene i emnet å bevege seg og rekonfigureres til en tettere stabel. Det karakteristiske ved denne prosessen er åpenbar kompresjon. Når trykket øker til en viss verdi, går det inn i det andre trinnet. (2) I det andre trinnet gjennomgår partiklene sprø og elastisk deformasjon. Etter at emnet er komprimert til en viss grad, hindres ytterligere komprimering. Når trykket øker og når den ytre kraften som får partiklene til å deformeres igjen, -komprimeres emnet på nytt, og emnets tetthet øker tilsvarende. Dette stadiet er et stadium hvor kompresjon og trykksetting blir kort og hyppig. (3) I det tredje trinnet, under grensetrykket, er den relative tettheten til emnet i utgangspunktet stabil og vanskelig å øke. Dysepressingen av mursteinemnet er fullført. Under kompresjonsstøpeprosessen må den forsinkede utvidelsen av den grønne kroppen på grunn av elastiske ettervirkninger kontrolleres til mindre enn 2 %. Unnlatelse av å gjøre dette vil ofte resultere i produktavvisning under presseprosessen. Hvis det grønne legemet danner "lagdelt tetthet" langs retningen av trykket som påføres, med en tetthetsforskjell på over 2 %, vil det sannsynligvis oppstå lagdelt sprekkdannelse i det grønne legemet. Dette fører til ujevn termisk ekspansjon under fyring, noe som resulterer i betydelig termisk spenning og dannelse av langsgående sprekker parallelt med tetthetslagene, noe som resulterer i produktavvisning.
Under kompresjonsstøping brukes trykk for å overvinne intern friksjon mellom partikler, ytre friksjon mellom partikler og formveggen og deformasjon av den pressede grønne kroppen. Når avstanden fra pressehodet øker, reduseres det indre trykket til den grønne kroppen.
Derfor, når du presser silikaklosser, er det best å bruke korte former med et lite sideforhold, i stedet for høye former med et stort sideforhold, for å sikre jevn trykkfordeling i den grønne kroppen. Samtidig blir visse myknere og overflateaktive midler introdusert i emnet for å redusere intern friksjon og trykkoverføringstap; støpefinishen er forbedret eller smurt for å redusere ytre friksjon; dobbelt-pressing brukes for å redusere L/D-forholdet til emnet; og flere trykksettinger, starter med lett og deretter tung, brukes for å forhindre overdreven trykkakkumulering i emnet og eliminere elastiske ettervirkninger. Disse tiltakene forbedrer jevnheten av trykk og tetthet i emnet. Dette forhindrer høy tetthet nær trykkoverflaten og lav tetthet langt fra trykkoverflaten i silikamursteinemnet, og reduserer derved dannelsen av lagtetthet og sprekker.
I tillegg tilberedes emner av silika murstein ved å blande tilslag, klinker, kulemøllepulver, mineraliseringsmiddel, sulfittmasseavfallsvæske og mykner. Forbedring av elteprosessen for emnet kan også bidra til å øke tettheten til emnet. Når det gjelder fysisk blandeteknologi, kalles bevegelse av materialer i samme fase blanding, bevegelse av materialer i forskjellige faser kalles omrøring, og blanding av væsker og faste stoffer med høy-viskositet kalles elting (elting og blanding). Gjennom riktig elting kan fint pulver belegges rundt større partikler, effektivt fjerne gasser og øke fortettingen av mursteinen, og dermed redusere porøsiteten til mursteinen.
2. Avfyringsprosess
Sintring av silika murstein er i hovedsak en polykrystallinsk transformasjon av SiO2. Under påvirkning av mineralisatorer sintres silikaråmaterialet sakte, og forvandles i det vesentlige til tridymitt og cristobalitt, med bare en liten mengde kvarts. Under bruk opplever silika-brannstein en total volumutvidelse på 1,5 % til 2,2 % når de varmes opp til 1450 grader. Denne gjenværende ekspansjonen forsegler mørtelfugene, og sikrer god tetthet og strukturell styrke i murverk av silika tegl. Videre dikterer denne polykrystallinske transformasjonen av SiO2 at silikabrannstein er fokus for overvåking av ildfast materiale under den innledende ovnsfyringsfasen, med en langsom og jevn oppvarmingshastighet som karakteristisk. Fordi krystalltransformasjonen av - og -cristobalitt i silika-brannstein er ledsaget av en betydelig volumeffekt innenfor temperaturområdet 150-300 grader, bør det utvises spesiell forsiktighet for å sakte øke temperaturen innenfor dette området under ovnsfyring.
De fysiske og kjemiske endringene som skjer under brenning av silika murstein kan oppsummeres som følger:
① Resterende fuktighet i mursteinene fjernes under 150 grader.
② Ca(OH)2 begynner å dekomponere mellom 450-550 grader og er ferdig med 550 grader. På dette tidspunktet brytes bindingene mellom silika murstein partiklene av virkningen av CaO og andre stoffer, noe som resulterer i en reduksjon i styrke og en sprø murstein.
③ Ved 550-650 grader forvandles -kvartsklosser til monokvarts, noe som forårsaker volumutvidelse.
④ Ved 600-700 grader skjer det en fastfasereaksjon mellom CaO og SiO2, noe som øker mursteinsstyrken.
⑤ Ved 800-1100 grader oppstår en væske-fasereaksjon i mursteinene, som raskt øker mursteinstyrken. Fra 1100 grader øker kvartskonverteringshastigheten betydelig, og det dannes kvarts med lav tetthet, noe som forårsaker betydelig volumutvidelse.
⑥ Ved 1300-1350 grader, på grunn av økningen i mengden tridymitt og cristobalitt, reduseres den sanne egenvekten til den grønne kroppen, og volumutvidelsen øker, noe som kan føre til sprekker.
⑦ Ved 1350-1470 grader er graden av kvartskonvertering og den resulterende ekspansjonen veldig stor. Bare monokvarts, metastabil cristobalitt, mineralisatorer og urenheter interagerer for å danne en flytende fase, og invaderer kvartspartiklene for å danne sprekker når metastabil cristobalitt dannes, noe som fremmer den kontinuerlige oppløsningen av monokvarts og metastabil kristobalitt i den dannede flytende fasen, noe som gjør det til en overmettet, kontinuerlig smelting av smeltet oksygen i silisium og oksygen. form for stabil tridymitt. På dette tidspunktet, jo større viskositeten til den flytende fasen er, desto raskere er konverteringshastigheten for silika murstein, og jo større er muligheten for sprekker i den murgrønne kroppen. Derfor, for å forhindre at silikamursteinen gjennomgår krystallformendringer under brenningsprosessen, ledsaget av store volumendringer som fører til dannelse av sprekker, må følgende prosesstiltak tas:
(1) Kontroller oppvarmingshastigheten for forskjellige brenntemperaturområder. Oppvarmingshastigheten bør reduseres når temperaturen er under 600 grader. Oppvarmingshastigheten kan akselereres når temperaturen er mellom 600 grader og 1000 grader. Oppvarmingshastigheten skal være lav når temperaturen er mellom 1100 grader og 1300 grader. Når temperaturen er mellom 1300 grader og brenningstemperaturen (1430 grader til 1450 grader), bør oppvarmingshastigheten være den laveste under fyringsprosessen. Når de brente silikaklossene avkjøles under 600 grader, spesielt ved 300 grader, bør de avkjøles sakte. Dette kan effektivt bufre volumendringen av krystalltransformasjonen, gjøre innholdet av tridymitt og cristobalitt høyere og unngå dannelse av sprekker.
(2) En reduserende atmosfære bør brukes under høy-temperaturbrenningsstadiet, noe som bidrar til mineralisering av lav-valent jernoksid og fremmer stor-produksjon av tridymitt. Ellers, i en oksiderende atmosfære, spesielt når mineralisatoren er utilstrekkelig, blir det meste av -kvartsen omdannet til -kristobalitt. Denne konverteringen kalles "tørr konvertering". Under tørr konvertering, på grunn av ujevn volumutvidelse av mursteinskroppen og mangelen på væskefasebufferspenning, vil produktstrukturen bli løs og sprukket. Samtidig bør riktig isolasjon utføres ved forskjellige temperaturstadier av silika murstein fyring for å sikre at silika murstein har en rimelig fasesammensetning og oppfyller kravene til bruk.
(3) Forbedre lastesystemet for halv-produkter for å redusere sannsynligheten for sprekker. Tverrsprekker i ildfaste silikasteiner, det vil si sprekker parallelt med produktets trykkretning, er vanligvis forårsaket av ujevn oppvarming av de ulike delene av produktet under brenning. De vises for det meste på den-båleksponerte overflaten utenfor mursteinstabelen, spesielt overflaten til toppproduktet. Nettsprekkene på overflaten av brannmurstein av silika, i tillegg til den mikroskopiske ujevnheten i selve grønnlegemet på grunn av ujevn elting eller endringer i råmaterialer, skyldes vanligvis at produktet varmes opp til for høy temperatur med store svingninger. Ved lasting må spesielle silisiumklosser plasseres inne i ovnsvognen, og standard vanlige klosser må plasseres utenfor ovnsvognen; de utstikkende delene av spesielle-formede murstein eller deler som er utsatt for sprekker skal plasseres innover; toppen av ovnsbilen bør dekkes med noen tynne klosser for å unngå direkte støt fra flammen osv. Ellers vil det oppstå flere sprekker.
Sprekker er en viktig faktor som påvirker utbytte og ytelse av silisiummurstein. Å mestre pressestøpe- og brenningsprosessene er nøkkelen til å forhindre sprekker i silikamurstein. Teoretiske og faktiske konverteringer av silikaråvarer varierer, og fyringsplanen må justeres i sanntid basert på endringer i råvarer, mursteinstype og andre faktorer. Forberedelse og kvalitet av silika murstein emner er viktige, selv kritiske faktorer. Bare ved å kontrollere hvert prosesstrinn strengt, kan høyytelses silikaklosser produseres effektivt og med lavt energiforbruk.
