منیزیم آلومینیوم مواد نسوز

مواد نسوز آلومینیوم منیزیم یک ماده نسوز صنعتی است که عمدتا از اسپینل آلومینیوم منیزیم (MgO · Al2O3) تشکیل شده است که دارای نقطه ذوب بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین، مقاومت در برابر شوک حرارتی قوی و مقاومت در برابر فرسایش سرباره قلیایی است. این عمدتاً در تجهیزات دمای بالا مانند آستر ملاقه متالورژی، کوره دوار سیمان، کوره ذوب غیرآهنی، محفظه ذخیره حرارت کوره شیشه ای، و کوره آهک استفاده می شود. اجزای اصلی آن از طریق فرآیند سنتز در دمای بالا، که شامل خرد کردن مواد خام، بچینگ، مخلوط کردن، قالب‌گیری با فشار بالا (فشار معمولاً 120-200MPa) و پخت با دمای بالا در 1650-1750 درجه است، تهیه می‌شود. برای آجرهای پخته نشده، استحکام دمای اتاق از طریق کلاسورها برای کاهش مصرف انرژی حاصل می شود.
در روزهای اولیه، این ماده عمدتاً از آجرهای سفالی و آجرهای آلومینیومی تشکیل شده بود و بعداً با معرفی اسپینل برای بهبود عملکرد، به آجرهای منیزیم آلومینیومی نسوخته و آجرهای آلومینیومی منیزیم کربن نسوخته تبدیل شد. در تکنولوژی مدرن، افزودنی هایی مانند نانو اکسید منیزیم و کاربید بور برای بهینه سازی ریزساختار، کاهش تخلخل، و افزایش چگالی ظاهری و در نتیجه افزایش مقاومت در برابر خوردگی و پایداری حرارتی استفاده می شود. محتوای اسپینل در ماده معمولاً در 30٪ -40٪ کنترل می شود، با پودر میکرو تکمیل می شود تا عملکرد آن بیشتر شود. در زمینه متالورژی، جایگزینی آن با آجرهای کروم سنتی منیزیم از آلودگی کروم شش ظرفیتی جلوگیری می کند. در صنعت سیمان، به دلیل عملکرد عالی، پوست کوره آویزان اغلب در مناطقی با تغییرات دمایی زیاد مانند دم و مناطق انتقال کوره‌های دوار استفاده می‌شود و به یک ماده کلیدی تبدیل می‌شود که حفاظت از محیط زیست و عملکرد در دمای بالا را متعادل می‌کند.
تعریف و ویژگی های اساسی
آجرهای اسپینل آلومینیومی منیزیم عمدتاً از-ماسه منیزیم با خلوص بالا و ماسه اسپینل آلومینیوم منیزیم مصنوعی ساخته می‌شوند که فازهای کریستالی اصلی پریکلاز و اسپینل هستند. ضریب انبساط حرارتی آن نسبتا کم است، در 8.2 × 10-6/ درجه، و مقاومت در برابر شوک حرارتی خوبی دارد. می توان آن را با آب-6-13 بار در دمای 1300 درجه خنک کرد. آجر دارای استحکام مکانیکی بالا در دماهای بالا و دمای نرم شدن بالا تحت بار است که به 1700-1750 درجه می رسد. علاوه بر این، پایداری حجم بسیار خوب است و مقاومت سرباره بسیار بهتر از آجرهای آلومینیومی منیزیم است.
تاریخ و توسعه
مواد نسوز آلومینیوم منیزیم، به عنوان مواد نسوز قلیایی، اشکال مختلفی از محصولات مانند آجرهای پخته شده، آجرهای نسوخته، و مواد نسوز آمورف را ایجاد کرده‌اند و به طور گسترده در زمینه‌های صنعتی مانند مناطق با دمای بالا کوره‌های کلسینه سیمان و اتاق‌های ذخیره حرارت کوره‌های ذوب شیشه استفاده می‌شوند.
مواد اولیه و ترکیب
مواد نسوز آلومینیوم منیزیم عمدتاً از-ماسه منیزیم با خلوص بالا و ماسه اسپینل آلومینیوم منیزیم مصنوعی ساخته می‌شوند. پودر ریز را می توان از اسپینل کمی کلسینه شده در دمای 1000 درجه سانتیگراد تا 1400 درجه سانتیگراد سنتز کرد یا با واکنش مخلوط MgO و Al2O3 در دمای بالا تولید کرد. پودر ریز 35 تا 42 درصد مواد تشکیل دهنده را تشکیل می دهد.
فرآیند تولید
فرآیند تولید آجر اسپینل آلومینا منیزیا اساساً همانند آجرهای منیزیم معمولی است. در مواد تشکیل دهنده، مواد دانه ای از اسپینل سنتز شده متخلخل یا اسپینل سنتز شده ذوب شده یا مخلوطی از هر دو تشکیل شده است. پودر ریز را می توان از اسپینل کمی کلسینه شده در دمای 1000 درجه تا 1400 درجه یا مخلوطی از اکسید منیزیم و اکسید آلومینیوم سنتز کرد. اندازه ذرات پودر ریز باید کمتر از 0.063 میلی‌متر باشد، و برای اطمینان از اینکه نسبت پودر ریز بین 35 تا 42 درصد است، باید درجه‌بندی متناوب چند مرحله‌ای اتخاذ شود. خالی باید تحت فشار بالا تشکیل شود، با فشار شکل دهی معمولاً بین 120 تا 200 مگا پاسکال. آجرها را در دمای 1650-1750 درجه سانتیگراد به مدت 10 ساعت بسوزانید.