Recherche et application de la faible conductivité thermique magnésium-aluminium Spinel Bricks Isolation Performance
Résumé: Afin de résoudre le problème de la conductivité thermique élevée des briques de spinelles de magnésium-aluminium, les propriétés de frittage et la microstructure de l'agrégat réfractaire poreux de magnésium-aluminium à oxyde de terre rare ont été étudiés. La micropourdidre industrielle-alumine et le sable de magnésie électrofusé ont été utilisés comme matières premières principales, le dodécylbenzène sulfonate de sodium (SDBS) a été utilisé comme agent de soufflage, et la dextrine a été utilisée comme agent de liaison pour préparer la magnésia poreuse-aluminium Spinel, en plus de l'ajout de différentes fractions de masse, et Sinsere À 1600 degré avec une préservation de la chaleur de 3H, respectivement, et les échantillons ont été déterminés en fringant la densité en vrac, la porosité apparente et les échantillons frittés par XRD, SEM, Eds et autres moyens de caractérisation de sa composition physique et microstructure, afin de révéler les oxydes de réaction de la terre rare du magnésium poreux. L'introduction d'oxydes de terres rares sur le frittage du spinelle de magnésium-aluminium a un effet promotionnel, la densité en vrac de l'échantillon, la résistance à la compression de l'échantillon dans l'ajout de SM3O2 de 1,5WT% a atteint un maximum, respectivement, 2,28 g \/ cm³ et 50,5 MPA. Les oxydes de terres rares avec un spinelle de magnésium-aluminium pour former une solution solide de remplacement, favorisant ainsi le frittage de la densification du spinelle de magnésium-aluminium, les lacunes cationiques et les défauts de grain de grain de spinelle de magnésium-aluminium. Facréable au développement et à la croissance des cristaux de spinelle de magnésium-aluminium, à travers les produits fabriqués à cette matière première, a une réduction significative de la conductivité thermique que les produits similaires.
1.
À l'heure actuelle, la consommation d'énergie du four rotatif en ciment en Chine est très grave, en particulier le four rotatif en ciment existant avant et après les matériaux réfractaires de la zone de transition sans la protection de la peau du four, des briques réfractaires sont directement soumises à l'érosion des matériaux, à la charge thermique et à l'impact sur la contrainte mécanique, l'utilisation de conditions très difficiles. À l'heure actuelle, la zone de transition rotative du ciment à grande échelle de la Chine utilise généralement la brique de silice, la brique rouge de silice ou la brique de spinelle de magnésie-aluminium, la durée de vie de service répond essentiellement aux exigences de la production de ciment. Cependant, en raison de la brique de spinelle de magnésium-aluminium et de la brique de silice, la conductivité thermique de la brique rouge de silice, le magnésium-aluminium Brick supérieur ou égal à 3. 0 W \/ MK, Brick Silice Brick Donc, jusqu'à 400 degrés. La température de la paroi cylindrique plus élevée entraîne une série de problèmes, tels que l'augmentation de la consommation de charbon de tonnes de ciment de clinker, augmentant l'émission de gaz polluants et provoque sérieusement le «four rouge», affectant le fonctionnement sûr du four rotatif en ciment.
Léger réfractaire principalement par l'introduction d'une certaine quantité de pores dans le matériau, sans réduire considérablement la résistance du matériau réfractaire en même temps, a une conductivité thermique plus faible; Dans l'économie d'énergie en même temps, peut également réduire la consommation de ressources dans le processus de préparation et de service des matières premières, est une direction de la recherche et du développement de matériaux réfractaires. Par conséquent, le développement de nouveaux réfractaires légers de la magnésie de magnésie-aluminium à faible conductivité thermique est d'une grande signification pratique pour la réduction de l'énergie et la réduction de la consommation dans l'industrie du ciment.
2. Test
2.1 Matériel
Pour le test, l'alumine (taille des particules inférieure ou égale à {{0}}}. 088 mm) et à la magnésie électrofusée (taille des particules inférieure ou égale à 0,088 mm) ont été sélectionnées comme matières premières principales (la composition chimique est indiquée dans le tableau 1), la projection de sodium comme le sulfonate de sulfonate (SDB La mousse et l'oxyde d'yttrium (Y2O3), l'oxyde d'ytterbium (YB2O3), l'oxyde de lanthane (LA2O3) et l'oxyde de samarium (SM2O3) comme additifs.
Tableau 1 Composition chimique des matières premières
2.2 Formulation de test et préparation des échantillons
L'alumine et le sable de magnésium électrofusé mélangé à 1: 1 (rapport molaire), les oxydes de terres rares comme additifs, puis ajoutent 35% d'eau, 0. 0 1 WT% Agent moussant et 0,1% de stabilisateur de mousse, la boue préparée dans le mélange, dans le processus du processus de 40 mm MM mm × 40 mm, dans le processus du processus de 40 mm ° 40 mm 4 40 mm Moules, dans le processus de 40 mm ° 40 mm 4 40 mm Moules, dans le processus de 40 mm ° 40 mm 4 40 mm Moules, dans le processus du processus de 40 mm MM 40 mm 4 40 mm Mous, dans le processus du processus de 40 mm ° 40 mm mm 4 40 mm. Les moules à verser doivent être chargés de matériaux et marteler, remplissez les moules avec plein de matériaux après que le moule sur la formule de test est indiqué dans le tableau 2.
Tableau 2 Formulations expérimentales (WT%)
2.3 Traitement des échantillons et tests de performances
Après le moulage, les échantillons ont été séchés naturellement pendant 24 h, puis démoulés dans une boîte de séchage à 110 degrés pendant 12 h. Enfin, les échantillons séchés ont été calcinés à 1600 degrés pendant 3 h. La composition physique a été analysée à l'aide d'un analyseur de diffraction des rayons X (diffractomètre Panalytical X'PERT en poudre) et la densité en vrac, la porosité apparente et la résistance à la compression à température ambiante des échantillons ont été mesurées, respectivement. La densité en vrac, la porosité apparente et la résistance à la compression à température ambiante des échantillons ont été mesurées.
3.Analyse et discussion des résultats expérimentaux
Fig. 1 Relation entre différents oxydes de terres rares et densité en vrac et porosité apparente des échantillons
Les effets de différents oxydes de terres rares sur la densité en vrac et la porosité apparente de l'agrégat léger du spinelle de magnésium-aluminium sont illustrés à la figure 1. Comme le montre la figure, l'échantillon sans oxydes de terres rares ajoutés a le minéraliser la plus faible de la densité en vrac, et les quatre oxydes de terre rares ont l'effet de promouvoir le coup de feu de l'échantillon. L'échantillon avec l'ajout de SM2O3 avait la densité en vrac la plus élevée et la porosité apparente la plus faible de 2,15 g \/ cm³ et 35,27%, respectivement. Lorsque 1% en poids de YB2O3 a été ajouté, les échantillons avaient une densité en vrac relativement élevée et une porosité apparente de 2,13 g \/ cm³ et 47,77%, respectivement.
Fig. 2 Effet de différents oxydes de terres rares sur la résistance à la compression des échantillons à température ambiante
Les effets de différents oxydes de terres rares sur la résistance à la compression des échantillons sont représentés sur la figure 2. D'après la figure, on peut voir que l'ajout d'oxydes de terres rares est propice à l'amélioration de la résistance à la compression de l'agrégat léger du spinelle MG-AL, et la résistance à la compression est la plus élevée lorsque l'ajout de SM2O3 est 1 WT%, qui atteint 46,8 MPA. Cela est principalement dû au fait que la propriété favorisant le frittage de SM2O3 est la meilleure, et le résultat est également cohérent avec les résultats du test de densité en vrac.
Fig. 3 Modèles de diffraction des rayons X des échantillons avec différents additifs d'oxyde de terre rare
Les modèles de diffraction des rayons X des échantillons avec 1% en poids de différents types d'oxydes de terre rares sont représentés sur la figure 3. Les échantillons sans oxydes de terre rares ajoutés ont montré des pics de diffraction intense attribués au MGO à environ 46 degrés. En revanche, les pics de diffraction du MGO à 46 degrés dans les échantillons dopés avec Y2O3, SM2O3 et LA2O3 sont évidemment affaiblis, voire disparaissent, indiquant que le développement et la formation de MGAL2O4 sont plus complets dans ces trois échantillons. Il convient de noter que dans l'échantillon YB2O3, le pic de diffraction à 46 degrés est toujours évident, ce qui montre que l'effet favorisant le frittage de YB2O3 est plus pauvre que celui des trois autres oxydes de terres rares.
En résumé des résultats, on peut voir que l'ajout d'oxydes de terres rares en tant qu'agents minéralisants peut favoriser efficacement la formation de MGAL2O4, dans laquelle les échantillons avec l'ajout de SM2O3 ont une densité en vrac relativement élevée et une résistance à la compression. Par conséquent, l'effet de l'ajout de SM2O3 sur la densité en vrac et la porosité apparente des échantillons ont été spécifiquement étudiés, et les résultats sont présentés sur la figure 4.
Fig. 4 Effet de différents ajouts SM2O3 sur la porosité apparente et la densité en vrac des échantillons
La relation entre l'ajout de SM2O3 et la porosité apparente et la densité en vrac des échantillons est représentée sur la figure 4. D'après la figure, on peut voir que les tendances de variation de la porosité apparente et de la densité en vrac sont opposées. Avec l'augmentation de la teneur en oxyde de samarium dans l'échantillon, la porosité apparente diminue et la densité en vrac augmente avec l'augmentation de la quantité d'oxyde de samarium dans la plage de 0 ~ 1,5% en poids. Lorsque la teneur en oxyde de samarium était de 1,5% en poids, la porosité était la plus faible et la densité en vrac était la plus élevée. Cependant, lorsque la teneur en oxyde de samarium a dépassé 1,5% en poids, la porosité apparente a commencé à augmenter et la densité en vrac a commencé à diminuer.
Fig. 5 Effet de différents contenus de SM2O3 sur la résistance à la compression des échantillons à température ambiante
La relation entre les différents teneurs en oxyde de samarium et la résistance à la compression à température ambiante des échantillons est illustrée à la figure 5. Comme le montre la figure, lorsque la teneur en oxyde de samarium dans l'échantillon est dans la plage de 0 ~ 1,5WT%, la résistance à la température normale de l'échantillon est proportionnelle au changement de contenu d'oxyde de samarium. Lorsque la teneur en oxyde de samarium est de 1,5% en poids, la résistance à la compression de l'échantillon est la valeur maximale, qui est 94% plus élevée que celle de l'échantillon sans oxyde de samarium. Cependant, lorsque la teneur en oxyde de samarium a dépassé 1,5% en poids, la résistance à la compression à température ambiante a commencé à diminuer. Il montre que l'ajout d'oxyde de samarium peut améliorer la résistance à la compression des agrégats légers MG-ALSE.
XRD des échantillons avec différents contenus de SM2O3 ajoutés, les échantillons préparés ont de puissants pics de diffraction MGAL2O4. La comparaison avec les diffractogrammes des échantillons sans additifs sur la figure 3 révèle que les pics de diffraction du MGO des échantillons SM2O 3- sont les plus plats lorsque l'ajout de SM2O3 est le plus plat lorsque l'ajout de SM2O3 est de 1,5 wt%. Cela montre que l'ajout de SM2O3 peut favoriser la formation de spinelle de magnésium-aluminium. Il convient également de noter qu'à 34,2 degrés et 23,7 degrés (1,5% en poids), SM2O3 a réagi avec les impuretés de la matière première pour générer un point de fusion à point de fusion à haut point de fusion Rare Terre d'origine Ca2SM8 (SiO4) 6O2 à faible température à faible point de fusion. Les pics de spinelle en magnésium-aluminium et les pics de magnésite des échantillons préparés ont été déplacés dans une certaine mesure, ce qui était principalement dû à la structure de la couche électronique 4F et à l'activité chimique de l'ion rare ion sm 3+ (R=0. 0964 nm) promu le frittage.
4. Conclusion
Dans la synthèse de l'agrégat léger du spinelle MG-AL, l'ajout d'oxyde d'yttrium, d'oxyde d'ytterbium, d'oxyde de lanthane et d'oxyde de samarium peut augmenter la densité en vrac, diminuer la porosité apparente, augmenter la résistance à la compression, et favoriser la formation d'échantillons Mg-Al, dont la performance de violon des échantillons d'oxyde de samarium est plus favorable. Lorsque l'ajout de SM2O3 atteint 1,5% en poids, l'échantillon a la porosité la plus faible et la densité de vrac la plus élevée de 2,28 g \/ cm³ et 31,72%, respectivement.
5. Applications
Grâce à la technologie ci-dessus, une faible conductivité thermique multicouche à couches de magnésium-aluminium de magnésium-aluminium est appliquée en 24-32}, la température moyenne est de 43 degrés inférieure à celle des briques de spinelle de magnésium-aluminium et la durée de vie atteint plus de 12 mois. La faible conductivité thermique en brique de spinelle en magnésium-aluminium est non seulement reconnue par les clients au niveau national, mais a également été appliquée dans de nombreux fours rotatifs par des clients étrangers tels que le ciment mexicain et la Turquie, et ont été très appréciés.
Aiming at the problems of high energy consumption and high carbon emission in the cement industry, the low thermal conductivity multilayer composite magnesia-alumina spinel bricks have the following advanced features: the optimization of the working layer through the form of a three-layer composite structure reduces the thermal conductivity of the working layer and improves the resistance to thermal shock, while at the same time optimizing the heat-insulating layer and improving the strength of the Couche d'isolation. Le panneau de fibres d'alumine renforcé de zircone avec une excellente résistance à haute température a été sélectionné comme matériau de la couche d'isolation thermique par l'étude de différents matériaux d'isolation thermique. Au cours du processus de préparation, le processus de production innovant est utilisé pour réaliser des moulures et des tirs simultanés, simplifier le processus, réduire le coût et améliorer l'efficacité de la production. Bédiction thermique à faible conductivité magnésium-aluminium Bricks Conductivité thermique 2. 4-2. 5W \/ (Mk) est bien inférieure à celle du marché actuel ordinaire de magnésium-aluminium Spinel 3. 0-3. 3w \/ (mk).
Grâce à l'application réelle de la rétroaction du client, une faible conductivité thermique à faible couches de spinelles de magnésium-aluminium multicouche peut réduire efficacement la température du cylindre sur la zone de transition du four de ciment, des économies d'énergie et des avantages de réduction du carbone. Pour la réduction d'énergie et la réduction des émissions du four Rotary Kiln fournit une nouvelle direction.
Zinfon Refractory Technology Co., Ltd
Nous sommes un fournisseur de matériaux réfractaires intégrant la R&D, la production, la construction, l'entreposage et le commerce.
Nous proposons divers réfractaires de magnésie et d'alumine, y compris des produits formés et non à forme, des matières premières et des produits chimiques connexes.
Nous sommes certifiés sur ISO9001, ISO14001, ISO45001 et autres certifications nationales et locales comme suit: