저 열전도율의 연구 및 적용 마그네슘-알루미늄 스피넬 벽돌 열 절연 성능
초록 : 마그네슘-알루미늄 스피넬 벽돌의 높은 열 전도도 문제를 해결하기 위해, 희토류 산화물-도핑 된 다공성 마그네슘-알루미늄 스피넬 내화 골재의 소결 특성 및 미세 구조를 연구 하였다. 산업 -알루미나 마이크로 파이더 및 전자류 마그네시아 모래는 주요 원료로서 사용되었고, 소듐 도데 실 벤젠 설포 네이트 (SDBS)는 블로킹 제로서 사용되었고, 덱스트린은 결합제로서 사용되었으며, 다공성 마그네시아 -알루미늄 스피넬을 제조하기 위해, Y2O3, YB2O3, 및 SMO3, 및 SMO3의 상이한 질량 분획의 첨가에 추가하여 다공성 마그네시아 -알루미늄 스피넬을 제조 하였다. 각각 3H의 열 보존으로 1600 정도, 샘플은 다능한 마그네슘 알루민 반응 기계에서 희토류 산화물을 나타 내기 위해 XRD, SEM, EDS 및 물리적 위상 조성 및 미세 구조의 XRD, SEM, EDS 및 기타 신체 위상 조성 및 미세 구조의 특성화에 의한 벌크 밀도, 명백한 다공성 및 소결 된 샘플을 소결시킴으로써 결정되었다. 마그네슘-알루미늄 스피넬의 소결시 희토류 산화물의 도입은 홍보 효과, 샘플의 벌크 밀도, 1.5WT%의 SM3O2 첨가에서 샘플의 압축 강도는 각각 2.28g\/cm³ 및 50.5MPa에 도달했습니다. 마그네슘-알루미늄 스피넬을 갖는 희토류 산화물을 대체 고체 용액을 형성하여 마그네슘-알루미늄 스피넬 밀도, 양이온 공석 및 마그네슘-알루미늄 스피넬 결정 격자 결함의 소결을 촉진합니다. 마그네슘-알루미늄 스피넬 결정의 개발 및 성장에 유리한,이 원료로 만들어진 생성물을 통해 유사한 제품보다 열전도율이 크게 감소합니다.
1. 트리밍
현재, 중국의 시멘트 로타리 가마 에너지 소비는 매우 심각합니다. 특히 전이 구역 내화 재료 전과 후에 기존 시멘트 로타리 가마가 킬른 피부를 보호하지 않고, 내화 벽돌은 재료 침식, 열 부하 및 기계적 스트레스 영향, 매우 거친 조건의 사용에 직접적으로 적용됩니다. 현재 중국의 대규모 시멘트 회전 가마 전환 구역은 일반적으로 실리카 벽돌, 실리카 붉은 벽돌 또는 마그네시아-알루미늄 스피넬 벽돌을 사용하며 서비스 수명은 기본적으로 시멘트 생산 요구 사항을 충족합니다. 그러나 마그네슘-알루미늄 스피넬 브릭 및 실리카 벽돌, 실리카 붉은 벽돌 열전도도, 3보다 큰 마그네슘-알루미늄 스피넬 벽돌로 인해 0 w\/mk, 2.8 w\/mk보다 더 큰 실리카 벽돌, 2.8 w\/mk보다 더 큰 실리카 벽돌과 동일하게, 전이 영역이 너무 높아지면서, 2.8 w\/mk보다 더 크다. 따라서 최대 400도. 실린더 벽 온도가 높을수록 시멘트 톤의 클링커 톤의 석탄 소비 증가, 오염 가스의 배출량을 증가 시키며, "적색 가마"를 심각하게 유발하여 시멘트 회전 가마의 안전한 작동에 영향을 미칩니다.
내화성 재료의 강도를 동시에 감소시키지 않으면 서 일정량의 기공을 재료로 도입함으로써 주로 내화성 경량은 열전도율이 낮다; 에너지 절약에서 동시에 원료 준비 및 서비스 과정에서 자원 소비를 줄일 수 있으며, 내화 재료의 연구 및 개발 방향입니다. 따라서, 새로운 저 열전도도 마그네시아-알루미늄 스피넬 경량 내화의 발달은 시멘트 산업의 에너지 절약 및 소비 감소에 실질적인 중요성이다.
2. 테스트
2.1STEST 재료
테스트의 경우, 알루미나 (입자 크기는 {{0}}. 088 mm) 및 전기 연료 마그네시아 (0.088 mm보다 작거나 같은 입자 크기)가 주요 원료 (표 1에 표시됨), 소듐 dodecylbenzene sulfonate (sdbs)로서, Dextrin, dextrin, dextrin, dextrin, de ring a). 첨가제로서 폼, 산화 이트륨 (Y2O3), YTTRIUM 산화물 (Y2O3), YTTERBIUM 산화물 (YB2O3), 란타늄 산화물 (LA2O3) 및 사마륨 산화물 (SM2O3).
표 1 원료의 화학적 조성
2.2 시험 제제 및 샘플 준비
알루미나 및 전기 연료 마그네슘 모래는 1 : 1 (몰비), 희토류 산화물 첨가제로 혼합 된 다음, 물의 35%를 추가 한 다음 0. 쏟아지는 금형에는 재료와 두근 두근으로 로딩되어야합니다. 테스트 공식의 금형이 표 2에 나온 후 재료로 곰팡이를 채워야합니다.
표 2 실험 제제 (WT%)
2.3 시편 처리 및 성능 테스트
성형 후, 시편을 24 시간 동안 자연적으로 건조시킨 다음, 12 시간 동안 110도에서 건조 상자에 데 몰려 넣었다. 마지막으로, 건조 된 시편을 1600도에서 3 시간 동안 소환시켰다. 물리 조성물은 X- 선 회절 분석기 (Panalytical X'Pert 분말 회절 계) 및 표본의 벌크 밀도, 명백한 다공성 및 실온 압축 강도를 각각 사용하여 분석 하였다. 시편의 벌크 밀도, 명백한 다공성 및 실온 압축 강도를 측정 하였다.
3. 실험 결과에 대한 분석 및 토론
그림 1 상이한 희토류 산화물과 벌크 밀도와 표본의 명백한 다공성의 관계
마그네슘-알루미늄 스피넬 경량 골재의 벌크 밀도 및 명백한 다공성에 대한 상이한 희토류 산화물의 효과가도 1에 도시되어있다. 그림에서 볼 수 있듯이, 희토류 산화물이 추가되지 않은 샘플은 가장 낮은 벌크 밀도를 가지며, 4 개의 희토류 산화물은 모두 샘플의 소형을 촉진하는 효과를 갖는다. SM2O3의 첨가를 갖는 샘플은 각각 2.15 g\/cm³ 및 35.27%의 가장 높은 벌크 밀도 및 가장 낮은 기공률을 가졌다. YB2O3의 1 중량%가 첨가되었을 때, 샘플은 각각 2.13 g\/cm³ 및 47.77%의 비교적 높은 벌크 밀도 및 명백한 다공성을 가졌다.
그림 2 실온에서 시편의 압축 강도에 대한 다른 희토류 산화물의 영향
시편의 압축 강도에 대한 상이한 희토류 산화물의 효과는도 2에 도시되어있다. 그림에서, 희토류 산화물의 첨가는 Mg-al 스피넬 경량 골재의 압축 강도를 개선하는 데 도움이되고, 압축 강도는 1 wt%일 때 46.8 MPA에 도달 할 때 가장 높다는 것을 알 수있다. 이는 주로 SM2O3의 소결 촉진 속성이 최고이며 결과는 벌크 밀도 테스트 결과와 일치한다는 사실 때문입니다.
그림 3 다른 희토류 산화물 첨가제를 갖는 시편의 X- 선 회절 패턴
상이한 종류의 희토류 산화물의 1 중량% 함량을 갖는 시편의 X- 선 회절 패턴이도 3에 도시되어있다. 희토류 산화물이 첨가되지 않은 표본은 약 46 도의 MGO에 기인 한 강한 회절 피크를 나타냈다. 대조적으로, Y2O3, SM2O3 및 LA2O3로 도핑 된 샘플에서 46도에서 MGO 회절 피크는 분명히 약화되거나 사라져서 MGAL2O4의 개발 및 형성이 이들 세 샘플에서 더 완전 함을 나타낸다. YB2O3 샘플에서, 46 도의 회절 피크는 여전히 명백하다는 점에 주목할 가치가 있으며, 이는 YB2O3의 소결 촉진 효과가 다른 3 개의 희귀 한 산화물보다 나쁘다는 것을 보여준다.
결과를 요약하자면, 광물 화제로서 희토류 산화물의 첨가는 SM2O3의 첨가를 갖는 샘플이 비교적 높은 벌크 밀도 및 압축 강도를 갖는 MGAL2O4의 형성을 효과적으로 촉진 할 수 있음을 알 수있다. 따라서, 시편의 벌크 밀도 및 명백한 다공성에 대한 SM2O3의 첨가 효과가 구체적으로 조사되었고, 결과는도 4에 도시되어있다.
그림 4 명백한 다공성 및 대피 밀도에 대한 상이한 SM2O3 첨가의 효과
SM2O3 첨가와 시편의 명백한 다공성 및 벌크 밀도 사이의 관계가도 4에 도시되어있다. 그림에서, 명백한 다공성 및 벌크 밀도의 변화 경향이 반대임을 알 수있다. 시편에서 산화물 함량이 증가함에 따라, 0 ~ 1.5 wt%의 범위에서 산화물의 양이 증가함에 따라 명백한 다공성이 감소하고 벌크 밀도가 증가합니다. 사마르 산화물 함량이 1.5 중량%일 때, 다공성은 가장 낮았고 벌크 밀도가 가장 높았다. 그러나, 사마르 산화물이 1.5 중량%를 초과하면, 명백한 다공성이 증가하기 시작했고 벌크 밀도가 감소하기 시작했다.
그림 5 실온에서 시편의 압축 강도에 대한 SM2O3의 다른 함량의 영향
상이한 사마르 산화물 함량과 시편의 실온 압축 강도 사이의 관계는도 5에 도시되어있다. 표본의 사마르 산화물 함량이 0 ~ 1.5wt%의 범위에있을 때, 표본의 정상 온도 압축 강도는 사마륨 함량의 변화에 비례한다. 사마르 산화물 함량이 1.5 wt% 일 때, 시편의 압축 강도는 최대 값이며, 산화 사마륨이없는 시편보다 94% 높다. 그러나, 산화 사마리아 함량이 1.5 중량%를 초과하면 실온에서의 압축 강도가 감소하기 시작했다. 산화 사마륨의 첨가는 Mg- 경화 경량 골재의 압축 강도를 향상시킬 수 있음을 보여준다.
상이한 함량을 갖는 샘플의 XRD SM2O3 첨가 된 샘플은 강한 MGAL2O4 회절 피크를 갖는다. 도 3에서 첨가제가없는 시편의 회절과 비교는 SM2O 3-의 MGO 회절 피크가 비교적 평평하며, 산화 마그네슘의 회절 피크가 SM2O3 첨가가 1.5 WT%일 때 가장 평평하다는 것을 보여준다. 이것은 SM2O3의 첨가가 마그네슘-알루미늄 스피넬의 형성을 촉진 할 수 있음을 보여준다. 또한 34.2도 및 23.7도 (1.5 wt%)에서, SM2O3은 원료의 불순물과 반응하여 높은 용융점 희토류 규산염 상 Ca2SM8 (SIO4) 6O2를 생성하여 소결 특성 및 고온 특성에 도움이되는 최초의 낮은 용융점 실리케이트 유리 이미지를 대체합니다. 제조 된 샘플의 마그네슘-알루미늄 스피넬 피크 및 마그네이트 피크는 주로 희귀 한 이온 SM 3+의 4F 전자 층 구조 및 화학 활성으로 인한 일정 범위로 이동되었다 (r {32}}. 0964 nm) (입자의 견고한 용액, Lattice and and Lattice, and Lattice, and Lattice, and Lattice, and Lattice, and Lattice, and Lattice). 소결을 촉진했다.
4. 결론
MG-AL 스피넬 경량 응집체의 합성에서, Yttrium Oxide, Ytterbium 옥사이드, 란타늄 산화물 및 사마륨 산화물의 첨가는 벌크 밀도를 증가시키고, 명백한 다공성을 감소시키고, 압축 강도를 증가 시키며, Mg-Al 스피넬의 형성을 촉진하는 것은 옥스화물의 소결 성능이 더 유리하다. SM2O3의 첨가가 1.5 wt%에 도달하면, 샘플은 각각 가장 낮은 다공성과 2.28 g\/cm³ 및 31.72%의 가장 높은 벌크 밀도를 갖는다.
5. 응용 프로그램
위의 기술을 통해 저 열전도도 다층 복합 마그네슘 알루미늄 스피넬 벽돌은 24-32 미터에 적용되며 평균 온도는 마그네슘-알루미늄 스피넬 벽돌보다 43도 낮으며 서비스 수명은 12 개월 이상에 도달합니다. 낮은 열전도율 마그네슘-알루미늄 스피넬 벽돌은 국내에서 고객들에 의해 인식 될뿐만 아니라 멕시코 시멘트 및 터키와 같은 해외 고객에 의해 많은 로타리 가마에 적용되었으며 칭찬을 받았습니다.
시멘트 산업에서 고 에너지 소비 및 고 탄소 배출 문제를 목표로하는 낮은 열전도도 다층 복합 마그네 시아-알루미나 스피넬 벽돌은 다음과 같은 고급 기능을 가지고 있습니다. 3 층 복합 구조의 형태를 통한 작업 층의 최적화는 작업 층의 열전도율을 감소시키고 열 충격에 대한 열전도를 향상시킵니다. 단열층. 우수한 고온 저항을 갖는 지르코니아 강화 알루미나 섬유 보드는 다양한 열 절연 재료의 연구를 통해 열 절연 층의 재료로 선택되었습니다. 준비 과정에서 혁신적인 생산 공정은 동시 성형 및 발사를 실현하고 프로세스를 단순화하며 비용을 줄이며 생산 효율성을 향상시키는 데 사용됩니다. 낮은 열전도율 마그네슘-알루미늄 스피넬 벽돌 열전도율 2. 4-2. 5W\/(MK)는 현재 시장 일반 마그네슘 알루미늄 스피넬 벽돌 3보다 훨씬 낮습니다. 0-3. 3W\/(MK).
고객 피드백의 실제 적용을 통해 낮은 열전도도 다층 복합 마그네슘 알루미늄 스피넬 벽돌은 시멘트 가마의 전이 구역에서 실린더의 온도를 효과적으로 감소시킬 수 있습니다. 시멘트의 경우 로타리 가마 에너지 절약 및 배출 감소는 새로운 방향을 제공합니다.
Zinfon 내화 기술 Co., Ltd
우리는 R & D, 생산, 건축, 창고 및 상업을 통합하는 내화성 재료 공급 업체입니다.
우리는 모양이없는 제품, 원자재 및 관련 화학 제품을 포함하여 다양한 마그네시아 및 알루미나 내화물을 제공하고 있습니다.
우리는 ISO9001, ISO14001, ISO45001 및 기타 국가 및 지역 인증으로 인증되었습니다.