Tehnologia de carbonizare prin piroliză este o metodă de tratament care utilizează temperatură ridicată pentru a piroliza componentele organice în condiții anaerobe și, în final, a forma compuși solizi de carbon. În procesul de piroliză și carbonizare, se va produce o cantitate mare de gaze acide puternice, cum ar fi oxizi de azot, oxizi de sulf, oxizi de carbon, acid clorhidric și fluorură de hidrogen. Pe lângă acțiunea vaporilor de apă la temperatură înaltă, gazele de ardere generate vor eroda grav căptușeala cuptorului de carbonizare. Materialele de căptușire pentru cuptoarele de carbonizare trebuie să aibă o rezistență bună la coroziune acidă la temperatură ridicată, rezistență adecvată, conductivitate termică scăzută și rezistență excelentă la șocuri termice. Pentru a ține cont de proprietățile cuprinzătoare ale materialelor turnate de căptușeală, cum ar fi rezistența, rezistența la coroziune și conductivitatea termică, mullita și corindonul maro sunt utilizate ca materii prime principale în cercetare, iar unele sfere goale din carbură de siliciu și alumină sunt introduse la în același timp, pentru a pregăti un fel de material de căptușeală a cuptorului de carbonizare cu conductivitate termică scăzută și rezistență puternică la coroziune acidă. Pentru a îmbunătăți în continuare rezistența și rezistența la acid a materialului turnabil, în conformitate cu condițiile de utilizare și cerințele de performanță ale căptușelii cuptorului de carbonizare, în această lucrare, cantitatea adăugată (w) de sfere goale de alumină de 1 ~ 0 0,2 mm este 15 la sută și mai mic sau egal cu 0,074 mm. Pe baza adaosului de pulbere de carbură de siliciu (w) de 8 procente, au fost studiate efectele pulberii de siliciu și ale negrului de fum asupra proprietăților materialelor turnabile rezistente la acizi pentru cuptoarele de carbonizare.
Test
1.1 Materii prime
Principalele materii prime utilizate în test sunt: mulită topită, densitate 2,71 g·cm-3, dimensiunea particulelor 8~5, 5~3, 3~1, Mai mică sau egală cu 1, Mai mică sau egală cu {{10}}.074 mm; densitatea corindonului maro 3,90g·cm- 3, dimensiunea particulei Mai mică sau egală cu 1, Mai mică sau egală cu 0,08 mm; carbură de siliciu, dimensiunea particulei Mai mică sau egală cu 0,074 mm; sferă goală de alumină, dimensiunea particulei 1 ~ 0,2 mm; Micropulbere de silice, ciment pur de aluminat de calciu, fum de silice (mai puțin sau egal cu 0,074 mm), pulbere de negru de fum. Aditivii includ agent de reducere a apei polifosfat și agent antideflagrant din fibre organice.
1.2 Procesul de testare și testarea performanței
Amestecați toate tipurile de materii prime în mod egal în proporție, adăugați apă și amestecați și vibrați pentru a forma mostre de 40 mm × 40 mm × 160 mm și φ180 mm × 30 mm. După întărire la temperatura camerei timp de 24 de ore, matrițele sunt eliberate. După conservarea căldurii la 1100 grade timp de 3 ore și 1350 grade timp de 3 ore, densitatea în vrac (YB/T5200—1993), rezistența la compresiune (GB/T5072—2008), rezistența la încovoiere (GB/T3001—2007) și modificările liniare ale au fost testate probe de testare. rata (GB/T5988-2007). Conform HG/T3210-2002, probele au fost testate pentru rezistența la acid cu soluție de acid azotic cu o concentrație de masă de 50%.
Rezultate și discuții
2.1 Influența cantității de pulbere de siliciu adăugată asupra proprietăților turnabilelor rezistente la acizi pentru cuptoarele de carbonizare
După ce probele au fost tratate la temperaturi diferite, cu creșterea cantității de pulbere de siliciu adăugată, tendința de modificare a densității în vrac nu a fost consistentă. Densitatea în vrac a probelor tratate la 110 grade practic a scăzut odată cu creșterea cantității de pulbere de siliciu adăugată. Densitatea în vrac a probelor tratate la 1100 de grade a scăzut ușor odată cu creșterea cantității de pulbere de siliciu adăugată. Densitatea în vrac a probelor este semnificativ mai mare decât cea după tratamentul la 1100 de grade.
În planul de testare, a fost folosită aceeași cantitate de pulbere de siliciu în loc de pulbere de carbură de siliciu. Densitatea carburii de siliciu este mai mare decât cea a siliciului. Sub aceeași dimensiune a particulei, diferența de densitate a celor două materii prime a cauzat diferența de densitate în vrac a probei la 110 grade. Odată cu creșterea cantității de pulbere de siliciu adăugată, densitatea în vrac a probei a scăzut. În condițiile tratamentului la 1100 de grade, densitatea în vrac a probei scade ușor odată cu creșterea cantității de fum de silice adăugată, deoarece fumul de silice este parțial oxidat pentru a forma silice și reacționează cu cimentul, fumul de silice și alte componente pentru a forma o fază lichidă cu punct de topire scăzut. , atmosfera reducătoare îngropată de carbon în condițiile de testare a împiedicat procesul de oxidare. Scăderea densității în vrac față de tratarea la 110 grade sa datorat în principal volatilizării apei legate. După tratamentul termic la 1350 de grade, creșterea densității în vrac a probei în comparație cu 1100 de grade este cauzată în principal de sinterizarea reacției. Siliciul nu se topește la 1350 grade C. Pe de o parte, propria sa oxidare poate preveni oxidarea carburii de siliciu și poate reacționa cu negru de fum pentru a forma carbură de siliciu; pe de altă parte, creșterea temperaturii determină procesul de formare a reacției de eutectic. Este mai ușor de realizat și poate favoriza densificarea probei.
În ceea ce privește rata de schimbare online, se poate observa din Figura 2 că, în condițiile de 1100 de grade, rata de schimbare liniară a probelor cu diferite cantități de pulbere de siliciu nu este mult diferită și toate prezintă o tendință de scădere, indicând că gradul de reacție al pulberii de siliciu este relativ mic, iar la 1350 În condiția gradului , este mai aproape de punctul de topire al siliciului. În acest proces, pulberea de siliciu suferă o reacție evidentă și sinterizare, ceea ce face ca densitatea în vrac a probei să crească, porozitatea aparentă să scadă treptat și rata de contracție liniară să crească, iar acest efect îl depășește pe cel al cianitei molibden. Expansiunea din reacții petrochimice.
Rezistența probelor tratate la 110 grade la temperatura camerei are o diferență mică. Rezistența la această temperatură se datorează în principal combinării fazei minerale hidrat din cimentul de aluminat de calciu cu faza sistemului. Conținutul de ciment este același, deci diferența de rezistență nu este mare. După tratamentul termic la 1100 de grade, rezistența la încovoiere și rezistența la compresiune a probelor au arătat o tendință de creștere lent odată cu creșterea cantității de pulbere de siliciu adăugată, ceea ce indică faptul că pulberea de siliciu a jucat un rol în îmbunătățirea rezistenței la această temperatură. După tratamentul termic la 1350 de grade, rezistența probei s-a schimbat în mod evident odată cu creșterea cantității de pulbere de siliciu adăugată. În special atunci când cantitatea de pulbere de siliciu adăugată depășește 2,5 procente (w), deși rezistența la încovoiere a probei crește, rezistența la compresiune scade în comparație cu cea după tratamentul termic la 1100 de grade. Analiza arată că, în condiții de temperatură de 1350 de grade, s-a format un anumit conținut de componente în fază lichidă în probă, rezultând o scădere a tenacității materialului turnabil la temperatura camerei și o creștere a fragilității, în special pentru denivelările interne. structura turnabilului, rezistența este afectată de diverse defecte. , fisurile și alți factori devin foarte sensibili, rezultând tendințe inconsistente ale rezistenței la încovoiere și rezistenței la compresiune. Având în vedere influența pulberii de siliciu asupra rezistenței la încovoiere și a rezistenței la compresiune, cantitatea adecvată de pulbere de siliciu adăugată este de aproximativ 2,5 procente (g).
în concluzie
(1) Pulberea de siliciu are un efect redus asupra rezistenței probelor turnabile rezistente la acid la 110 grade. La 1100 de grade, pulberea de siliciu începe să sufere o reacție de oxidare, iar la 1350 de grade, pulberea de siliciu suferă o reacție evidentă și sinterizare, determinând creșterea densității în vrac a probei. , rata de contracție liniară crește, iar acest efect depășește efectul de expansiune produs de reacția de muliteizare a cianitei. În condițiile de testare, cantitatea adecvată de pulbere de siliciu adăugată este de aproximativ 2,5 procente (g).
(2) La temperatura de 110 și 1100 de grade, rezistența negrului de fum este redusă datorită creșterii cantității de apă adăugată la turnabilul rezistent la acid. La 1350 de grade, reacția dintre negru de fum și pulberea de siliciu poate îmbunătăți rezistența. efect. Adăugarea de negru de fum este benefică pentru îmbunătățirea rezistenței la acid a materialului turnabil, dar adăugarea de negru de fum în exces va crește porozitatea materialului turnabil. Conform rezultatelor testului, atunci când cantitatea adăugată de negru de fum este de 1,5 procente (g), materialul turnabil rezistent la acid are o rezistență adecvată și rezistență la acid.
