Toepassing van kyanit, andalusit en sillimanit in monolithische vuurvaste stoffen

Op het gebied van niet-metalen en vuurvaste materialen, met name vuurvaste materialen, worden kyanit, sillimanit en andalusit gezamenlijk aangeduid als de "drie mineralen," allemaal van minerale grondstoffen met een hoog gehalte aan alumina.

De belangrijkste toepassingen van deze drie mineralen in monolithische vuurvaste materialen zijn: (1) als vuurvaste aggregaat, zoals het gebruik van grof andalusite als vuurvaste aggregaat; (2) als vuurvaste poeders,zoals het gebruik van concentraten van andalusite en sillimanite als poedersOnder de drie mineralen is kyanit het meest gebruikt.Dit komt doordat de uitbreidingswaarde die wordt geassocieerd met de mullitization reactie van kyanite de hoogste is, waardoor het een uitstekend uitbreidingsmiddel is voor monolithische vuurvaste stoffen, waardoor de krimp van vuurvaste stoffen bij hoge temperaturen wordt gecompenseerd en de prestaties bij hoge temperaturen worden verbeterd.

I. Toepassing van de drie mineralen in vuurvaste gietstoffen

Recente onderzoeken naar de toepassing van de drie mineralen in vuurvaste gieten hebben zich gericht op vier hoofdgebieden:

1. Toepassing van kyanit in vuurvaste gietijzerHet toevoegen van kyanite aan scheepswerpers omvat voornamelijk het gebruik van kyanite afkomstig uit Hushan en Shuyang, waarbij het kyanite uit Tongbai de hoogste uitbreidingswaarde vertoont,met een vermogen van meer dan 50 W,Wanneer kyanite uit Nanyang wordt toegevoegd aan schotels, verbetert dit de lineaire veranderingsgraad van de schotels, waardoor krimpscheuren die kunnen optreden bij gebruik en koeling bij hoge temperatuur, worden geëlimineerd.het materiaal verlengen van de levensduurIn de praktijk kan met de nodige reparaties aan de bodem van de lepel een lepel 1200 tot 1300 cycli worden gebruikt.High-alumina castables geformuleerd met kyanite als uitbreidingsmiddel tonen een verbeterde lineaire verandering na het brandenZonder kyanite zijn de lineaire veranderingen na het branden allemaal negatief en toenemen met de temperatuur.de krimp afneemt of wordt een positieve uitbreidingVoor verschillende soorten (0,175 mm of 0,09 mm) kyanit, toegevoegd op 8% of 10%, vertonen de kastbladen positieve waarden bij temperaturen tussen 1 300 °C en 1 500 °C,effectief compenseren van de krimp bij hoge temperatuur en tegelijkertijd laten zien dat de uitbreidingIn de productie zorgt de keuze van de juiste deeltjesgrootte van kyanitconcentraat voor een minimale (of zeer geringe) krimp bij hoge temperaturen, terwijl de sterkte hoog blijft.een deeltjesgrootte van 0.174·0.074 mm wordt als matig beschouwd.

2.Invloed van de toevoeging van andalusite op wegwerpbare eigenschappen(1)Toepassing van andalusite in ijzeren grondstoffen

(1) Met de grootschalige exploitatie van hoogovens neemt de schoonmaakkracht van gesmolten ijzer en slakken toe, vooral in de hoofddruif waar de arbeidsomstandigheden steeds moeilijker worden.resulterend in een kortere levensduurAndalusite wordt gebruikt bij de productie van de belangrijkste grondstoffen om hun prestaties te verbeteren.074 mm) van andalusite worden toegevoegd aan de ijzeren, waardoor de porositeit wordt verminderd en de druksterkte bij kamertemperatuur wordt verbeterd, waardoor de thermische schokstabiliteit wordt verbeterd.hoe hoger de prestaties bij hoge temperaturenMet de toevoeging van andalusite kunnen met een hoogoven van 250 m3 met reparaties en patching een ijzerproductie van 80.000 tot 120.000 ton bereiken, wat leidt tot een levensduur van meer dan 1.5 miljoen ton en verminderde productiekostenHet mechanisme maakt voornamelijk gebruik van de ontbinding van andalusite bij hoge temperaturen om een bepaalde hoeveelheid mulliet en vloeibare fase te produceren.die de thermische schokstabiliteit en de verzachtingstemperatuur onder belasting van de schepen verbetertDe geproduceerde vloeibare fase bevordert niet alleen het sinteren om de matrix en het aggregaat strak te binden, maar vult ook de leegtes.vermindering van de schijnbare porositeit en verbetering van de druksterkte van de kastbladen.

(2)Voorbehandeling van ontzwavelingsgeweren met kastbaar materiaalOntzwavelingsgeweren ondervinden extreme temperatuurveranderingen, waarbij schade meestal ontstaat door thermische spanningsscheuren in plaats van door erosie.Het verbeteren van de thermische schokbestendigheid van de kastbewoners helpt scheuren en splitsingen in het wapen lichaam te voorkomen.In een staalfabriek in Ningbo hebben de kanonnen met minimale reparaties meer dan 200 cycli bereikt.

1. Gevolgen van het toevoegen van sillimanit en kyanit op gietbare eigenschappenHet toevoegen van sillimanite of een combinatie van sillimanite- en kyaniteconcentraten aan de castables verbetert de lineaire veranderingen na het schieten.Dit heeft ook een aanzienlijke invloed op de verzachtingstemperatuur onder belasting en de druksterkteDe concentraties van hoogwaardige sillimanite leveren meer merkbare effecten op.de verzachtingstemperatuur (4%) hoger is dan 1Het gebruik van sillimanit met 48% Al2O3 vermindert de verzachtingstemperatuur, zoals blijkt uit het SC-12 monster bij 1,565°C.

2. Gevolgen van het toevoegen van natuurlijk sillimanit en andalusit samengesteld mineraalpoeder op gietbare eigenschappenHet opnemen van composiet mineraalpoeders verbetert de thermische schokbestendigheid van de scheepswerpers en vermindert lineaire veranderingen na het branden.De toevoeging van natuurlijk sillimanit en andalusit samengesteld mineraalpoeder aan laagcement met een hoog aluminiumgehalte leidt tot verbeteringen van de belangrijkste technische indicatoren.Dit is vooral te wijten aan de aanzienlijke productie van mulliet in de matrix.de vorming van in situ mullite en secundaire mullite vergemakkelijkenDe optimale toevoegingshoeveelheid voor samengesteld mineraalpoeder is ongeveer 5%.Kyanit is voornamelijk gebruikt als uitbreidingsmiddel om de krimp in vuurvaste kastbladen te compenserenDe combinatie van andalusite, sillimanite of de drie mineralen verbetert echter de kwaliteit van op Al2O3-SiO2 gebaseerde materialen.met een vermogen van niet meer dan 50 W.

II. Toepassing van de drie mineralen in vuurvaste kunststoffen

Bij vuurvaste kunststoffen blijkt uit de vergelijking van monsters met en zonder kyanite dat de eerste een grotere lineaire verandering vertonen na het branden bij 1400 °C, wat wijst op een verhoogde uitbreiding,die ten goede komt aan de stabiliteit van het structurele kader en scheuren en splitsingen vermindertDe lineaire veranderingen bij 1600°C vertonen een lichte uitbreiding ten opzichte van die bij 1400°C.

III. Toepassing van de drie mineralen in vuurvaste gemonteerde materialen

Na de toevoeging van de drie mineralen verschuift de lineaire verandering in hoog-alumina rammateriaal van krimp naar uitbreiding na het branden.met lineaire veranderingen bij 1De temperatuur van de drie mineralen is met 0,400°C gestegen van -0,40% tot +1,60%, wat de rol van de drie mineralen als expansiesubstantie aantoont.de toevoeging van de drie mineralen heeft geen significant effect op de druksterkte van hoog-alumien rammaterialen bij 1De temperatuur van het water is ongeveer 400-1500°C, aangezien kyanit en andalusit snel ontbinden en niet volledig mullitizeerd zijn op dit temperatuurstadium.

IV. Toepassing van de drie mineralen in vuurvaste sproeimaterialen

Brandvaste sproeiingsmaterialen zijn amorfe vuurvaste materialen die met pneumatische gereedschappen worden aangebracht.middelmatigHet is de meest voorkomende vorm van isolatie, maar de meest voorkomende vorm is de middelgrote en zware sproeiingsmaterialen (1,39 g/cm3) en de lichte sproeiingsmaterialen (0,5 g/cm3).8 g/cm3 en meer dan 1.89 g/cm3) kunnen worden gebruikt als werkvoeringen in ovens met lage tot middelmatige temperatuur.verbrandingskamers van hoge-hitte-ovens, regeneratorkamers, mengkamers en verschillende binnenwanden van hete luchtleidingen, die dienen om te isoleren, warmte te behouden, de gasdichtheid te verbeteren en de ijzeren huid van de oven te beschermen.China's grootste hoogovens (met een volume van meer dan 5,500 m3) gebruikt ook vuurvaste sproeiingsmaterialen.De introductie van de drie mineralen verbetert niet alleen de lineaire veranderingspercentages van vuurvaste sproeiingsmaterialen, maar verbetert ook de materiaalprestaties door nieuwe fasen van mullite in te voeren.De toegevoegde mineralen kunnen enkelvoudig of samengesteld zijn.Afhankelijk van de specifieke eisen voor gevormde of ongevormde vuurvaste materialen, moet het geschikte type of samengestelde type van de drie mineralen worden gekozen.

V. Toepassing van de drie mineralen in vuurvaste smeermiddelen

Met de ontwikkeling van ongevormde vuurvaste stoffen hebben vuurvaste slurries brede vooruitgang geboekt in onderzoek en ontwikkeling, productie en testen.de traditionele lozingen kunnen niet langer volledig voldoen aan de eisen van de ovenconstructieDe inwerkingtreding van kyanite speelt een belangrijke rol in nieuwe vuurvaste slurries.de mullitization expansie reactie compenseert de krimp bij hoge temperaturen.

VI. Toepassing van de drie mineralen in hoogsterke voorgefabriceerde delen van slakkenblokken

In hoogsterke voorgefabriceerde bouwstukken van slagblokken voor hoogovenkanaal-optapkanalen kan door de toevoeging van expansieverspreiders het materiaal op verschillende temperaturen gelijkmatig worden uitgebreid.met name in het bereik van 1000 tot 1500°CDeze uitbreiding compenseert of vermindert de krimp die optreedt bij verschillende temperatuurstadia.,Dit verbetert de volume stabiliteit van het materiaal.

Samenvattend kunnen we zeggen dat verschillende soorten amorfe vuurvaste materialen, zoals kasten, kunststoffen, rammaterialen en vuurvaste slurries, gebruik maken van drie mineralen: andalusite, kyanite,en sillimanit in verschillende mateHet primaire mechanisme is de ontbinding van deze mineralen bij hoge temperaturen, wat resulteert in volume-expansie als gevolg van de mullitization reactie,die de krimp van amorfe vuurvaste materialen bij verhoogde temperaturen compenseertDit proces leidt tot een positieve lineaire uitbreiding, vermindert de splitsing van de structuur en verbetert de volume stabiliteit van de materialen.

Bovendien draagt de ontbinding van deze drie mineralen positief bij aan de verzachtingstemperatuur en de sterkte van de materialen.Andere uitbreidingsmiddelen voor amorfe vuurvaste materialen zijn kwarts (SiO2), die ook de krimp bij hoge temperatuur door fase-transformaties compenseert, met name de uitbreiding die gepaard gaat met de transformatie van α-kwarts (hoge temperatuurkwarts) in β-kwarts,Deze overgang vertoont de meest significante verandering in volume..

Het is echter beter dan kwarts in deze toepassing.produceert mullietkristallen die de hoge temperatuurprestaties van het materiaal ten goede komenDaarom wordt kyanite gewoonlijk gebruikt als uitbreidingsmiddel in amorfe vuurvaste materialen, alleen of in combinatie met andalusite of sillimanite.

Het effectieve gebruik van kyanite, andalusite en sillimanite door middel van hun mullitization reacties kan de materiaal eigenschappen aanzienlijk verbeteren.en deeltjesgrootte op basis van de werktemperatuur is essentieelAnders kan het leiden tot interne verslechtering, waardoor er spleten ontstaan en de dichtheid en de sterkte van de materialen verminderen.

Deze methoden maken gebruik van de ontbinding en de bijbehorende uitbreidingsreacties van de drie mineralen, evenals de uitbreiding in verband met kwartsfase-transformaties,om de krimp bij hoge temperaturen in amorfe vuurvaste materialen te compenseren en de volume stabiliteit te verbeterenDe voordelen van uitbreidingsreacties gaan echter verder dan dit.in warmsproeiers gebruikte bakstenen met een lage kruipkracht en gemodificeerde bakstenen met een hoog aluminiumgehalte gebruiken interne uitbreidingsreacties om de verzachtingstemperatuur van de belasting te verhogenDaarom is het van cruciaal belang om deze drie mineralen effectief te gebruiken om de prestaties van vuurvaste materialen te verbeteren.