La tecnologia di carbonizzazione della pirolisi è un metodo di trattamento che utilizza l'alta temperatura per pirolizzare i componenti organici in condizioni anaerobiche e infine formare composti di carbonio solido. Nel processo di pirolisi e carbonizzazione, verrà prodotta una grande quantità di gas acidi forti come ossidi di azoto, ossidi di zolfo, ossidi di carbonio, acido cloridrico e acido fluoridrico. Oltre all'azione del vapore acqueo ad alta temperatura, il gas di combustione generato eroderà seriamente il rivestimento del forno di carbonizzazione. I calcinabili di rivestimento per forni di carbonizzazione devono avere una buona resistenza alla corrosione acida ad alta temperatura, resistenza adeguata, bassa conduttività termica ed eccellente resistenza agli shock termici. Al fine di tenere conto delle proprietà complete dei fondi di rivestimento come forza, resistenza alla corrosione e conduttività termica, la mullite e il corindone bruno sono utilizzati come materie prime principali nella ricerca e alcune sfere cave di carburo di silicio e allumina vengono introdotte al stesso tempo per preparare una sorta di materiale di rivestimento del forno di carbonizzazione con bassa conduttività termica e forte resistenza alla corrosione acida. Al fine di migliorare ulteriormente la forza e la resistenza agli acidi del colabile, in base alle condizioni d'uso e ai requisiti prestazionali del rivestimento del forno di carbonizzazione, in questo lavoro, la quantità aggiunta (w) di sfere cave di allumina di 1~0 0,2 mm è il 15 percento e minore o uguale a 0,074 mm. Sulla base dell'aggiunta di polvere di carburo di silicio (w) dell'8 percento, sono stati studiati gli effetti della polvere di silicio e del nerofumo sulle proprietà dei calcinabili resistenti agli acidi per i forni di carbonizzazione.
test
1.1 Materie prime
Le principali materie prime utilizzate nel test sono: mullite fusa, densità 2.71g·cm-3, granulometria 8~5, 5~3, 3~1, Inferiore o uguale a 1, Inferiore o uguale a {{10}}.074 mm; densità del corindone marrone 3,90g·cm- 3, dimensione delle particelle Inferiore o uguale a 1, Inferiore o uguale a 0,08 mm; carburo di silicio, granulometria minore o uguale a 0,074 mm; sfera cava di allumina, granulometria 1~0,2 mm; Micropolvere di silice, cemento di alluminato di calcio puro, fumo di silice (minore o uguale a 0,074 mm), polvere di nerofumo. Le miscele includono un agente riducente dell'acqua polifosfato e un agente antideflagrante in fibra organica.
1.2 Processo di test e test delle prestazioni
Mescolare tutti i tipi di materie prime in modo uniforme in proporzione, aggiungere acqua e mescolare e vibrare per formare campioni di 40 mm × 40 mm × 160 mm e φ 180 mm × 30 mm. Dopo l'indurimento a temperatura ambiente per 24 ore, gli stampi vengono rilasciati. Dopo la conservazione del calore a 1100 gradi per 3 ore e 1350 gradi per 3 ore, la densità apparente (YB/T5200—1993), la resistenza alla compressione (GB/T5072—2008), la resistenza alla flessione (GB/T3001—2007) e i cambiamenti lineari del i campioni di prova sono stati testati. tariffa (GB/T5988-2007). Secondo HG/T3210-2002, i campioni sono stati testati per la resistenza agli acidi con una soluzione di acido nitrico con una concentrazione di massa del 50%.
Risultati e discussione
2.1 Influenza della quantità di polvere di silicio aggiunta sulle proprietà dei calcinabili resistenti agli acidi per forni di carbonizzazione
Dopo che i campioni sono stati trattati a diverse temperature, con l'aumento della quantità di polvere di silicio aggiunta, l'andamento della variazione della densità apparente non era coerente. La densità apparente dei campioni trattati a 110 gradi è sostanzialmente diminuita con l'aumento della quantità di polvere di silicio aggiunta. La densità apparente dei campioni trattati a 1100 gradi è leggermente diminuita con l'aumento della quantità di polvere di silicio aggiunta. La densità apparente dei campioni è significativamente superiore a quella dopo il trattamento a 1100 gradi.
Nel piano di test è stata utilizzata la stessa quantità di polvere di silicio al posto della polvere di carburo di silicio. La densità del carburo di silicio è maggiore di quella del silicio. Sotto la stessa dimensione delle particelle, la differenza nella densità delle due materie prime ha causato la differenza nella densità apparente del campione a 110 gradi. Con l'aumento della quantità di polvere di silicio aggiunta, la densità apparente del campione è diminuita. Nella condizione di trattamento a 1100 gradi, la densità apparente del campione diminuisce leggermente con l'aumento della quantità di fumi di silice aggiunti, poiché i fumi di silice sono parzialmente ossidati per formare silice e reagiscono con cemento, fumi di silice e altri componenti per formare una fase liquida a basso punto di fusione. , l'atmosfera riducente sepolta dal carbonio nelle condizioni di prova ha impedito il processo di ossidazione. La diminuzione della densità apparente relativa al trattamento a 110 gradi è dovuta principalmente alla volatilizzazione dell'acqua legata. Dopo il trattamento termico a 1350 gradi, l'aumento della densità apparente del campione rispetto a 1100 gradi è causato principalmente dalla sinterizzazione della reazione. Il silicio non fonde a 1350 gradi C. Da un lato, la sua stessa ossidazione può impedire l'ossidazione del carburo di silicio e può reagire con il nerofumo per formare il carburo di silicio; dall'altro, l'innalzamento della temperatura provoca il processo di formazione della reazione dell'eutettico. È più facile da eseguire e può promuovere la densificazione del campione.
In termini di tasso di variazione in linea, si può vedere dalla Figura 2 che nella condizione di 1100 gradi, il tasso di variazione lineare dei campioni con diverse quantità di polvere di silicio non è molto diverso e tutti mostrano una tendenza alla contrazione, indicando che il grado di reazione della polvere di silicio è relativamente piccolo, ea 1350 Nella condizione di grado , è più vicino al punto di fusione del silicio. In questo processo, la polvere di silicio subisce un'ovvia reazione e sinterizzazione, che fa aumentare la densità apparente del campione, diminuire gradualmente la porosità apparente e aumentare il tasso di ritiro lineare, e questo effetto supera quello del molibdeno cianite. Espansione da reazioni petrolchimiche.
La forza dei campioni trattati a 110 gradi a temperatura ambiente ha poca differenza. La resistenza a questa temperatura è principalmente dovuta alla combinazione della fase minerale idrata nel cemento alluminato di calcio alla fase del sistema. Il contenuto di cemento è lo stesso, quindi la differenza di forza non è grande. Dopo il trattamento termico a 1100 gradi, la resistenza alla flessione e alla compressione dei campioni ha mostrato una tendenza ad aumentare lentamente con l'aumento della quantità di polvere di silicio aggiunta, indicando che la polvere di silicio ha svolto un ruolo nel migliorare la resistenza a questa temperatura. Dopo il trattamento termico a 1350 gradi, la forza del campione è cambiata ovviamente con l'aumento della quantità di polvere di silicio aggiunta. Soprattutto quando la quantità di polvere di silicio aggiunta supera il 2,5 percento (w), sebbene la resistenza alla flessione del campione aumenti, la resistenza alla compressione diminuisce rispetto a quella dopo il trattamento termico a 1100 gradi. L'analisi mostra che nella condizione di temperatura di 1350 gradi, nel campione si è formato un certo contenuto di componenti in fase liquida, con conseguente diminuzione della tenacità del colabile a temperatura ambiente e aumento della fragilità, soprattutto per l'irregolarità interna struttura del calcinabile, la resistenza è affetta da vari difetti. , crepe e altri fattori diventano molto sensibili, determinando tendenze incoerenti nella resistenza alla flessione e alla resistenza alla compressione. Considerando l'influenza della polvere di silicio sulla resistenza alla flessione e sulla resistenza alla compressione, la quantità adatta di polvere di silicio aggiunta è di circa il 2,5% (w).
Insomma
(1) La polvere di silicio ha scarso effetto sulla forza dei campioni calcinabili resistenti agli acidi a 110 gradi. A 1100 gradi, la polvere di silicio inizia a subire una reazione di ossidazione ea 1350 gradi, la polvere di silicio subisce un'ovvia reazione e sinterizzazione, provocando un aumento della densità apparente del campione. , il tasso di ritiro lineare aumenta e questo effetto supera l'effetto di espansione prodotto dalla reazione di mulliteizzazione della cianite. Nelle condizioni di prova, la quantità adatta di polvere di silicio aggiunta è di circa il 2,5% (w).
(2) Alla temperatura di 110 e 1100 gradi, la forza del nerofumo è ridotta a causa dell'aumento della quantità di acqua aggiunta al materiale colabile resistente agli acidi. A 1350 gradi, la reazione tra nerofumo e polvere di silicio può migliorare la resistenza. effetto. L'aggiunta di nerofumo è benefica per il miglioramento della resistenza agli acidi del calcinabile, ma l'aggiunta di nerofumo in eccesso aumenterà la porosità del calcinabile. Secondo i risultati del test, quando la quantità aggiunta di nerofumo è dell'1,5 percento (w), il materiale colabile resistente agli acidi ha forza e resistenza agli acidi adeguate.
