في مجال المواد غير المعدنية والحارقة ، وخاصة الحارقة ، يشار إلى كيانيت وسيليمانيت والأندالوسيت بشكل جماعي باسم "المعادن الثلاثة ،" جميعها تنتمي إلى مواد خام معدنية عالية الألومينا.
التطبيقات الرئيسية لهذه المعادن الثلاثة في الصخور الحارقة الموحدة تشمل: (1) كقطاعات حارقة ، مثل استخدام الأندالوسيت الخام كقطعة حارقة ؛ (2) كمساحيق حارقة ،مثل استخدام تركيزات الأندالوسيت والسيليمانيت كمساحيق؛ (3) كمواد مضافة ، تستخدم في المقام الأول كعوامل توسع. من بين المعادن الثلاثة ، كيانيت هو الأكثر استخداما على نطاق واسع.هذا لأن قيمة التوسع المرتبطة بتفاعل التعدد من كيانيت هي أعلى، مما يجعلها عامل توسع ممتاز للمواد الحارقة الموحدة ، مما يساعد على تعويض تقلص الموارد الحارقة في درجات الحرارة العالية وتحسين أدائها في درجات الحرارة العالية.
ركزت الدراسات الأخيرة حول تطبيق المعادن الثلاثة في الصخور الصلبة على أربعة مجالات رئيسية:
2تأثير إضافة الأندالوسيت على الممتلكات القابلة للإلقاء(1)تطبيق الأندالوسيت في مواد الحديد
(1) مع العمل على نطاق واسع من الفرن العالي، تزداد قوة التنظيف من الحديد المنصهر والخامات، وخاصة في الحفرة الرئيسية حيث ظروف العمل تصبح أكثر قسوة،مما يؤدي إلى تقليص العمريتم استخدام الأندالوسيت في إنتاج المواد الرئيسية للخندق لتعزيز أدائها. اعتمادا على متطلبات الاستخدام المختلفة ، فإن أحجام الجسيمات المختلفة (0074 ملم) من الأندالوسيت يضاف إلى الحديد، مما يساعد على تقليل مسامية وتحسين قوة الضغط في درجة حرارة الغرفة، وتعزيز استقرار الصدمة الحرارية.كلما كانت أدائها أعلى عند درجات الحرارة العاليةيمكن أن تصل النفايات المضافة إلى الأندالوسيت إلى إنتاج واحد من الحديد من 80،000 إلى 120،000 طن من فرن 250 متر مكعب ، مع الإصلاحات والتصحيح بينهما ، مما يؤدي إلى عمر يزيد عن 1.5 مليون طن وخفض تكاليف الإنتاجتستخدم الآلية في المقام الأول تحلل الأندالوسيت عند درجات حرارة عالية لإنتاج كمية معينة من الموليت والمرحلة السائلة.والذي يحسن من استقرار الصدمة الحرارية ودرجة حرارة التلويح تحت الحمل. المرحلة السائلة التي يتم إنشاؤها لا تعزز التخمير فقط لربط المصفوفة والجمع بقوة ولكن أيضا تملأ الفراغات ،الحد من مسامية ظاهرة وتعزيز قوة الضغط للشرائح.
(2)معالجة مسبقة بندقية إزالة الكبريت بالمواد المقطوعةتشهد أسلحة إزالة الكبريت تغيرات درجة الحرارة القاسية، حيث ينشأ الضرر عادةً من الشقوق الحرارية بدلاً من التآكل.تعزيز مقاومة الصدمات الحرارية للشاحنات يساعد على منع الشقوق والانفجار في جسم البندقيةإضافة الأندالوسيت تعوض عن الانكماش، وضمان استقرار الحجم وتحسين الأداء. في التجارب في مصنع الصلب في نينغبو، وصلت البنادق إلى أكثر من 200 دورة مع إصلاحات الحد الأدنى.
تأثير إضافة السيليمانيت والكيانيت على خصائص الصبإضافة السيليمانيت أو مزيج من السيليمانيت والكيانيت المركز إلى القوارب تحسن التغيرات الخطية بعد التدريب.هذا يؤثر أيضا بشكل كبير على درجة حرارة الترطيب تحت الحمل وقوة الضغط- تركيزات السيليمانيت عالية الدرجة تعطي تأثيرات أكثر وضوحاً. على سبيل المثال، باستخدام السيليمانيت بمحتوى Al2O3 من 59٪ والبوكسيت من الدرجة الأولى كحجر،درجة حرارة التلويح (4٪) تتجاوز 1حيث أن استخدام السيليمانيت مع 48٪ Al2O3 يقلل من درجة حرارة الترطيب ، كما شوهد في عينة SC-12 عند 1565 ° C.
تأثير إضافة مسحوق المعدنيات المركبة الطبيعية للسيليمانيت والأندالوسيت على خصائص الصبإدراج المساحيق المعدنية المركبة يزيد من مقاومة الصدمات الحرارية للشاحنات ويقلل من التغيرات الخطيّة بعد إطلاق النار.الإضافة المناسبة للسيلمانيت الطبيعي وأندالوسيت المسحوق المعدني المركب إلى الأسمنت المنخفض ذو الدرجة العالية من الألومينا يؤدي إلى تحسينات في المؤشرات التقنية الرئيسيةويرجع ذلك أساسا إلى توليد كبير من الموليت داخل المصفوفة.تسهل تكوين الموليت في الموقع والموليت الثانوي، وبالتالي يؤثر بشكل إيجابي على أداء القوارب. كمية الإضافة المثلى للغبار المعدني المركب حوالي 5٪.يستخدم كيانيت في المقام الأول كعامل توسع لتعويض الانكماش في القوارب الحارقةومع ذلك، مع زيادة الفهم، فإن مزيج من الأندالوسيت، السيليمانيت، أو المعادن الثلاثة يحسن بشكل فعال جودة المواد القائمة على Al2O3-SiO2،قابلة للتطبيق على كل من المواد الصلبة ذات الشكل وغير الشكل.
في البلاستيكات الحارقة ، يظهر مقارنة العينات مع ودون كيانيت أن الأول يظهر تغييرًا خطيًا أكبر بعد الطهي عند 1400 درجة مئوية ، مما يشير إلى زيادة التوسع ،الذي يعود بالنفع على استقرار الإطار الهيكلي ويقلل من التشقق والانقسامتظهر التغيرات الخطية عند 1600 درجة مئوية توسعاً طفيفاً مقارنة بتغيرات 1400 درجة مئوية.
بعد إضافة المعادن الثلاثة، يتحول التغيير الخطي في المواد المضغوطة عالية الألومينا من الانكماش إلى التوسع بعد التدفئة. من بين هذه الكيانيت يظهر أفضل تأثير،مع تغيرات خطية عند 1، 400 درجة مئوية تزداد من -0.40٪ إلى +1.60٪ ، مما يدل على دور عامل التوسع من المعادن الثلاثة.إضافة المعادن الثلاثة ليس لها تأثير كبير على قوة الضغط للمواد المضغوطة عالية الألومينا عند 1، 400-1،500 درجة مئوية ، لأن كيانيت وأندالوسيت تتحلل بسرعة ولا تتعدد بالكامل في هذه المرحلة الحرارية.
مواد الرش المقاومة للنيران هي مواد مقاومة للنيران غير المتحركة المطبقة باستخدام أدوات هوائية. تتكون من مجموعات وقائية للنيران والمساحيق والمواد المربطة (أو المضافات) ، وتصنف إلى خفيفة الوزن ،متوسطةوتستخدم مواد الرش خفيفة الوزن (0.5 ∼1.39 غرام / سم 3) عادةً كغلاف عازل ، في حين تستخدم المواد المتوسطة والثقيلة (1.3 ∼1.3 غرام / سم).8 غرام/سم3 وأكثر من 1.89 g/cm3 على التوالي) يمكن أن تكون بمثابة غطاء عمل في أفران منخفضة إلى متوسطة درجة الحرارة. يتم استخدام أنواع مختلفة من مواد الرش المقاومة للنيران في مناطق مثل البطن العلوي من الفرن العالي،غرف الاحتراق للمواقد الساخنة، غرف التجديد، وغرف الخلط، والجدران الداخلية لمجموعة متنوعة من قنوات الهواء الساخن، والتي تعمل على عزل، والاحتفاظ بالحرارة، وتعزيز ضيق الغاز، وحماية الجلد الحديدي من الفرن.أكبر فرن عالي في الصين (بحجم أكبر من 5500 متر مكعب) تستخدم أيضا مواد الرش المقاومة للنار.إن إدخال المعادن الثلاثة لا يحسن فقط معدلات التغيير الخطي لمواد الرش الحارقة ولكن أيضا يعزز أداء المواد من خلال إدخال مراحل جديدة من mulliteيمكن أن تكون المعادن المضافة من أنواع فردية أو مركبة. في كل من مواد الرش المقاومة للنيران والمواد القابلة للنشر ، فإن إضافة المعادن الثلاث تسفر عن نتائج إيجابية.اعتمادا على المتطلبات المحددة للمواد الحارقة ذات الشكل أو غير الشكليجب اختيار النوع المناسب أو النوع المركب من المعادن الثلاثة.
مع تطوير مواد مقاومة للحرارة غير المشكلة ، شهدت السلطات المقاومة للحرارة تقدمًا واسعًا في البحث والتطوير والإنتاج والاختبار. مع توسع نطاق تطبيق السلطات المقاومة للحرارة ، فإن التطورات في مجال البحث والتطوير والإنتاج والاختبار قد أدت إلى زيادة في نطاق التطبيق.لم تعد السباتات التقليدية قادرة على تلبية متطلبات بناء الفرن بالكامل. يلعب إدراج الكيانيت دوراً هاماً في السباتات الحارقة الجديدة. من خلال إضافة تركيزات الكيانيت إلى السباتات،تفاعل التوسع المتعدد يعوض عن الانكماش عند درجات الحرارة العالية.
VI - تطبيق المعادن الثلاثة في الأجزاء الجاهزة من كتلة الخث ذات القوة العالية
في المكونات المسبقة الصناعة من كتلة الحصى عالية القوة لقنوات استغلال الفرن العالي ، يسمح إضافة عوامل التوسع للمادة بالتوسع بشكل موحد عبر درجات حرارة مختلفة ،خاصة في نطاق 1000 إلى 1500 درجة مئويةهذا التوسع يعوض أو يقلل من الانكماش الذي يحدث في مراحل درجة الحرارة المختلفة. يمكن استخدام عوامل التوسع لملء الشقوق الصغيرة الناجمة عن تقلص المصفوفة والإجهاد الداخلي,وبالتالي تحسين استقرار حجم المادة.
باختصار ، تستخدم أنواع مختلفة من المواد الحارقة غير المكشوفة ، مثل المواد المكشوفة ، والبلاستيك ، ومواد الإصطدام ، والدلو الحار ، ثلاثة معادن ٪ أندالوسيت ، كيانيت ،والسيليمانيت بدرجات مختلفةتتضمن الآلية الأساسية تفكيك هذه المعادن في درجات حرارة عالية ، مما يؤدي إلى توسع الحجم بسبب تفاعل التعدد ،الذي يعوض تقلص المواد الحارقة غير المتحركة عند درجات حرارة مرتفعةتؤدي هذه العملية إلى التوسع الخطي الإيجابي، وتخفف من الانقسام الهيكلي، وتعزز استقرار حجم المواد.
بالإضافة إلى ذلك، يسهم تحلل هذه المعادن الثلاث بشكل إيجابي في درجة حرارة تخفيف الحمل وقوة المواد.وتشمل عوامل التوسع الأخرى للمواد الحارقة الجامدة الكوارتز (SiO2)، الذي يعوض أيضاً عن الانكماش في درجة حرارة عالية من خلال تحويلات المراحل ، وخاصة التوسع المرتبط بتحويل الكوارتز α (الكوارتز عالي الحرارة) إلى الكوارتز β ،لأن هذا الانتقال يظهر التغير الأكثر أهمية في الحجم.
ومع ذلك ، فإن كيانيت تفوق الكوارتز في هذا التطبيق. يوفر كيانيت قيمة توسع أكبر نسبياً ، وعند التفكك ،يعطي بلورات موليت التي تفيد في أداء المادة عند درجات الحرارة العاليةونتيجة لذلك ، يستخدم كيانيت عادة كعامل توسع في المواد الحارقة غير المتحركة ، إما بمفردها أو في تركيبة مع الأندالوسيت أو السيليمانيت.
الاستخدام الفعال لكيانيت، الأندالوسيت، والسيليمانيت من خلال ردود أفعالهم المتعددة يمكن أن يعزز خصائص المواد بشكل كبير.وحجم الجسيمات على أساس درجات الحرارة التشغيلية أمر ضروريوإلا فقد يؤدي ذلك إلى التدهور الداخلي، مما يسبب شقوق التوسع وانخفاض الكثافة والقوة في المواد.
هذه الأساليب تستفيد من تفكيك وتفاعلات التوسع المصاحبة لثلاثة معادن، وكذلك التوسع المرتبط بتحولات مرحلة الكوارتز،لتعويض الانكماش في درجات الحرارة العالية في المواد الحارقة غير المتحركة وتحسين استقرار الحجمومع ذلك ، فإن فوائد تفاعلات التوسع تمتد إلى ما وراء ذلك ؛ على سبيل المثال ،الطوب منخفض الزحف والطوب المعدل عالي الألومينا المستخدم في الموقدات الساخنة تستخدم تفاعلات التوسع الداخلي لتعزيز درجة حرارة تخفيف الحمل، مقاومة الزحف، ومقاومة الصدمات الحرارية. لذلك، فمن الحاسم للاستفادة الفعالة من هذه المعادن الثلاثة لتحسين أداء المواد المقاومة للحريق.
