مواد نسوز آلومینیوم منیزیم

مواد نسوز آلومینیوم منیزیم در صنعت متالورژی برای پوشش کوره‌های فولاد نیکل و کوره‌های ذوب آلومینیوم، روکش‌های کوره‌های الکتریکی، پوشش‌های ملاقه فولادی، پوشش‌های دستگاه تصفیه خلاء در خارج از کوره‌های فولادسازی، و فولادسازی محفظه‌های ذخیره حرارتی اجاق باز فولادی در کوره‌های فلزی غیر{0}به‌کار می‌روند. در صنعت مصالح ساختمانی برای پوشش-منطقه دمای بالا کوره های کلسینه سیمان، مناطق انتقالی کوره های سیمان، و-مناطق با دمای بالا کوره های آهک استفاده می شود. مورد استفاده در صنعت شیشه برای آجرهای مشبک یا بدنه های مشبک در محفظه های ذخیره حرارت کوره شیشه ای. در صنعت مواد نسوز برای قطعات با تغییرات دمایی زیاد در کوره های نسوز استفاده می شود.
6. محصولات نسوز آلومینیوم منیزیم
ملاقه از تجهیزات ضروری و مهم در صنعت فولادسازی است. به عنوان یک ماده نسوز برای آستر ملاقه، دستخوش چندین تغییر اساسی شده است. قبلاً از آجرهای رسی متخلخل سنتی و آجرهای آلومینا درجه سه به عنوان مواد نسوز استفاده می شد که در حین استفاده مقاومت ضعیفی در برابر لایه برداری و فرسایش نشان می داد. عمر مفید کم بود، به طور متوسط ​​تنها 10 بار، و پس از درمان، تنها می تواند به حدود 20 برابر برسد. با توسعه فن آوری فولادسازی و افزایش تقاضا برای مواد نسوز برای پوشش ملاقه در پالایش فولاد، استفاده از مواد ریخته گری منیزیم منیزیم ملاقه آلومینیومی در اوایل قرن بیستم ترویج شد. این نوع آستر دارای یکپارچگی کلی خوب است و عمر مفید آن را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد، اما مشکل زمان پخت طولانی برای ملاقه های فولادی و سرباره شدن جدی دارد. برای اکثر کارخانه‌های فولادی کوچک و متوسط{9}}بدون تجهیزات اختصاصی، باز کردن بسته‌بندی دشوار است. به منظور جبران این کمبود، آجرهای منیزیم آلومینیومی نسوخته با موفقیت استفاده شد. آجرهای آستر به راحتی ساخته می شوند، زمان پخت کوتاهی دارند و به راحتی از بسته بندی باز می شوند، اما همچنان مشکلاتی در خصوص حذف آسان سرباره و مقاومت ضعیف در برابر پوسته شدن وجود دارد. بر این اساس، به منظور غلبه بر مشکل تشکیل آسان سرباره در آستر ملاقه آجری منیزیمی آلومینیومی، آجر منیزیم منیزیم آلومینیومی کربن در اواخر دهه 1990 برای جایگزینی آجر منیزیمی آلومینیومی ساخته شد. این ماده ترکیبی از خواص مواد آلومینیوم منیزیم و مواد حاوی کربن است. مزایای اصلی آجرهای نسوخته کربن منیزیم آلومینیومی عبارتند از: عدم تلفات ذوب درز آجر، مقاومت خوب در برابر سرباره و مقاومت در برابر لرزش حرارتی، غلبه بر لایه برداری ساختاری ناشی از نفوذ فولاد مذاب و سرباره و بهبود قابل توجه عمر مفید. این محصول به دلیل عدم سوزاندن یا حرارت پایین{17}ش که باعث صرفه جویی در مصرف انرژی، کاهش هزینه و مزایای اقتصادی قابل توجهی می شود، توجه مردم را به خود جلب کرده است.
خواص عالی محصولات مبتنی بر منیزیم همراه با اسپینل (اسپینل آلومینیومی منیزیم)، مانند مقاومت در برابر سرباره، مقاومت در برابر پوسته شدن و مقاومت در برابر خزش، از دیرباز شناخته شده است. اتحاد جماهیر شوروی سابق تحقیقات را در سال 1942 و توسعه محصول را در سال 1964 آغاز کرد، اما اروپا تا اواخر دهه 1970 علاقه زیادی به این محصول نشان نداد. ژاپن در سال 1976 استفاده از آجرهای اسپینل آلومینا منیزیا را در صنعت سیمان آغاز کرد. در سال های اخیر، تحقیقات فزاینده ای در مورد اسپینل آلومینیوم منیزیم و محصولات آن در سطح بین المللی صورت گرفته است.
اسپینل آلومینیومی منیزیم (MgO · Al2O3) دارای نقطه ذوب بالا، انبساط حرارتی کم، تنش حرارتی کم و پایداری ارتعاش حرارتی خوب است. در عین حال، دارای خواص شیمیایی پایدار و مقاومت قوی در برابر سرباره قلیایی است. این نقطه اصلی برای استفاده از آجرهای نسوخته آلومینیومی منیزیم و یکی از مواد کلیدی برای بهبود عمر مفید آنها است. با توجه به بلوغ تدریجی فناوری سنتز مصنوعی اسپینل آلومینیوم منیزیم در سال های اخیر، امکان تولید مستقیم آجر ملاقه با استفاده از مواد اسپینل سنتز شده فراهم شده است که می تواند به طور قابل توجهی ویژگی های آنها را بهبود بخشد.
کیفیت اسپینل آلومینا منیزیا یکی از مسائل کلیدی مربوط به این است که آیا آجر اسپینل آلومینا منیزیا می تواند به نتایج مناسبی دست یابد. از طریق آزمایشات آزمایشگاهی و معرفی داده های مربوطه، مشخص شده است که اسپینل غنی از منیزیم مقاومت خوبی در برابر خوردگی، مقاومت در برابر لایه برداری ساختاری و مقاومت در برابر لرزش حرارتی در محدوده 20٪ تا 30٪ نشان می دهد. اما شرایط و عوامل مختلفی در فرآیند تولید ملاقه فولادی وجود دارد و منطقی است که میزان اسپینل آلومینیوم منیزیم اضافه شده بین 30 تا 40 درصد باشد. بنابراین در فرآیند آجرسازی، علاوه بر افزودن اسپینل مصنوعی تولیدی، اضافه کردن پودر منیزیم ذوب شده و پودر کوراندوم برای تولید اسپینل ثانویه در حین استفاده نیز ضروری است.
فرمول شیمیایی اسپینل آلومینیوم منیزیم (همچنین به عنوان اسپینل شناخته می شود) MgO-Al2O3 است که حاوی 28.3٪ Mg0 و 71.7٪ Al2O3 است. اسپینل تنها یک ترکیب میانی در نمودار فاز سیستم دوتایی Mg0-Al2O3 است، با نقطه ذوب 2135 درجه سانتیگراد. بارتا خاطرنشان کرد که در مقایسه با اسپینل کروم منیزیا، اسپینل آلومینیومی منیزیم دارای مزایای اصلی مقاومت در برابر خوردگی قوی در کاهش اتمسفرها مانند آزاد CO2/O2، CO2، Free CO2، SO2، و بدون CO2,O3، آزاد است. به عنوان پایداری حرارتی خوب و مقاومت در برابر سایش. در حال حاضر میزان Na2O در اکثر مواد نسوز اسپینل مورد استفاده در تولیدات صنعتی بین 8 تا 15 درصد است.
فرآیند تولید آجر اسپینل آلومینا منیزیا به شرح زیر می باشد.
شن و ماسه منیزیا (یا شن و ماسه اسپینل آلومینا ذوب شده) - خرد کردن - الک کردن (آسیاب ریز - پودر ریز) - مواد خام - مخلوط کردن - تشکیل - خشک کردن - پخت با درجه حرارت بالا-
فرآیند تولید اسپینل آلومینیوم منیزیم به شرح زیر است.
ماسه منیزیا و ماسه اسپینل آلومینا منیزیم ذوب شده طبق فرآیند خرد می شوند تا به ترکیب ذرات مورد نیاز و ظرافت پودر ریز سنگدانه دست یابند. به مدت 15{1}}20 دقیقه در میکسر مخلوط کنید، روی پرس اصطکاکی فرم دهید و محصول نیمه تمام را به مدت 8-16 ساعت خشک کنید. آجرهای خشک شده را در یک کوره تونلی قرار داده و با حداکثر دمای پخت 1660-1680 درجه سانتیگراد بسوزانید.
مواد خام برای آجرهای نسوخته اسپینل آلومینا منیزیا از-ماسه منیزیم پخته شده متوسط، اسپینل آلومینا منیزیم از پیش سنتز شده، میکرو پودر سیلیکون و میکرو پودر آلومینا انتخاب می‌شوند.
با توجه به دمای بالای مورد نیاز برای پخت آجرهای نسوز، می توان از آنها پس از پخت مستقیماً برای سنگ تراشی استفاده کرد. بنابراین، الزامات استحکام برای آجرهای پخته نشده در دمای اتاق نسبتاً سخت است، و عامل اتصال مورد استفاده باید شرایط زیر را نیز برآورده کند: اثر چسبندگی خوب بر روی آجرهای پخته نشده که عمدتاً از ماسه منیزیم تشکیل شده‌اند، استحکام قالب کافی برای آجرهای آجری فشرده، و استحکام دمای اتاق بیش از 40 مگاپاسکال پس از پخت برای برآوردن نیازهای حمل‌ونقل و سنگ‌تراشی. استفاده از صحافی آسان است فرآیند تولید را پیچیده نکنید: عملکرد چسبندگی چسب باید قوی باشد و مقدار اضافه شده باید کم باشد تا از کاهش قابل توجه عملکرد{2}در دمای بالا آجرهای نسوخته جلوگیری شود.
در حال حاضر، معمولاً دو نوع چسب انتخاب می‌شود: یکی محلول شیشه‌ای آب است و از فلوئوروسیلیکات سدیم به عنوان عامل سخت‌کننده استفاده می‌کند. نوع دیگر پلی فسفات به عنوان بایندر با دوز 0.8٪ تا 1.0٪ است. پس از درمان با 200T x 24 ساعت، مقاومت فشاری دمای اتاق به 80MPa رسیده است. هنگام استفاده از مخلوطی از شیشه آب و سدیم فلوئوروسیلیکات به عنوان چسب، مقدار اضافه شده نسبتاً زیاد است. در تئوری، عملکرد دمای بالای محصول با وارد کردن بیش از حد Na2O تحت تأثیر قرار می‌گیرد.
برای مواد نسوز منیزیم، زمانی که پلی فسفات به عنوان چسب استفاده می شود، نقطه ذوب Mg (H2PO4) 2، Mg (PO3) 2، MgHPO4 و Mg2HP2O4 تولید شده از ماسه منیزیم بسیار بالا است. در طی فرآیند حرارت دهی، پلیمریزاسیون نیز می تواند اتفاق بیفتد که به بهبود استحکام مواد، بدون انتقال فاز کمک می کند و باعث شل شدن ساختار چسب می شود و در نتیجه در دمای اتاق تا دمای متوسط ​​استحکام بالایی دارد. از منظر فناوری تولید، پلی فسفات را می توان به صورت جامد اضافه کرد یا به صورت مایع در آب حل کرد که استفاده از آن را راحت تر و ساده تر می کند. می تواند نیازهای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ را برآورده کند، اما هزینه تولید کمی بالاتر است.
تعیین مقدار افزودن اسپینل: اسپینل غنی از منیزیم به شکل پودر به آجرهای نسوخته وارد می‌شود، با هدف قرار دادن بخشی از هسته‌های کریستالی اسپینل در ماتریس آجر نسوخته، به طوری که شن و ماسه منیزیم و پودر میکرو آلومینا می‌توانند به راحتی تحت واکنش سنگ‌ریزی اسپینل قرار گیرند که بر اساس این c استفاده می‌شود{0} فاز، بنابراین آجرهای نسوخته را قادر می‌سازد تا در اسرع وقت پخته شوند و ساختار فاز بلوری شبیه به محصولات پخته شده با آلومینا منیزیا را ایجاد کنند تا به هدف مقاومت در برابر خوردگی قلیایی و مقاومت در برابر پوست دست یابیم. در تئوری، استحکام پیوند این فاز MA-1/1 از فاز MA-M بیشتر است. و حساسیت کمی به جو داخل کوره و شرایط احیای موضعی احتمالی دارد. از نظر مقدار افزودنی، استفاده از اسپینل غنی از منیزیم به صورت پودر نباید زیاد باشد، در غیر این صورت روی پخت آجرهای نسوخته در حین استفاده تأثیر می گذارد. بهتر است مقدار اسپینل غنی از منیزیم را بین I٪ و 1.5٪ کنترل کنید.
7. کاربرد آجر اسپینل آلومینا منیزیا در کوره های دوار سیمان:
با بلوغ فناوری کوره های دوار داخلی، آجرهای اسپینل آلومینا منیزیا به طور گسترده در ناحیه پوست کوره ناپایدار با دم در کوره های دوار سیمان استفاده می شود. عملکرد آن عمدتاً در موارد زیر منعکس می شود: عملکرد خوب پوسته آویزان کوره، مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی و عملکرد ضد لایه برداری، و پایداری فیزیکی و شیمیایی قوی. در میان انواع آجرهای نسوز مورد استفاده در کوره های دوار سیمان، آجر اسپینل آلومینا منیزیا نوع نسبتاً جامعی از آجر نسوز است.