Application de la kyanite, de l'andalusite et de la sillimanite dans les réfractaires monolithiques

Dans le domaine des matériaux non métalliques et réfractaires, en particulier les matériaux réfractaires, la kyanite, la sillimanite et l'andalusite sont collectivement appelées les "trois minéraux," tous appartenant à des matières premières minérales à haute teneur en alumine.

Les principales applications de ces trois minéraux dans les matériaux réfractaires monolithiques comprennent: 1) comme agrégats réfractaires, par exemple en utilisant l'andalusite grossière comme agrégat réfractaire; 2) comme poudres réfractaires,comme l'utilisation de concentrés d'andalusite et de sillimanite en poudreParmi les trois minéraux, la kyanite est la plus largement utilisée.Ceci est dû au fait que la valeur d'expansion associée à la réaction de mullitization de la kyanite est la plus élevée, ce qui en fait un excellent agent d'expansion pour les matériaux réfractaires monolithiques, contribuant à compenser le rétrécissement des matériaux réfractaires à haute température et améliorant leurs performances à haute température.

I. Application des trois minéraux dans les matériaux réfractaires

Des études récentes sur l'application des trois minéraux dans les chasseurs réfractaires se sont concentrées sur quatre domaines principaux:

1. Application de la kyanite dans les matériaux de coulée réfractairesL'ajout de kyanite aux castables implique principalement l'utilisation de kyanite provenant de Hushan et Shuyang, la kyanite de Tongbai présentant la valeur d'expansion la plus élevée,ce qui le rend particulièrement adapté comme agent de dilatation dans les réfractaires monolithiquesLorsque de la kyanite de Nanyang est ajoutée à la cuillère, elle améliore la vitesse de changement linéaire de la cuillère, éliminant les fissures de rétrécissement qui peuvent se produire lors de l'utilisation à haute température et le refroidissement.augmentant ainsi la durée de vie du matériauDans la pratique, avec les réparations nécessaires au fond de la cuillère, une cuillère peut être utilisée pendant 1200 à 1300 cycles.Les castes à haute teneur en aluminium formulées avec de la kyanite comme agent d'expansion présentent une amélioration du changement linéaire après cuissonSans kyanite, les changements linéaires post-cuisson sont tous négatifs, augmentant avec la température. à 1300°C, il est de -0,09%, et à 1500°C, il est de -1,05%.la contraction diminue ou devient une expansion positive; pour les différentes catégories (0,175 mm ou 0,09 mm) de kyanite ajoutée à 8% ou 10%, les épaves présentent des valeurs positives à des températures comprises entre 1 300 °C et 1 500 °C,compensant efficacement le rétrécissement à haute température tout en démontrant une expansionDans la production, la sélection de la taille appropriée des particules de concentré de kyanite assure un rétrécissement minimal (ou très faible) à haute température, tout en maintenant une résistance élevée.une taille de particule de 0.174 ∼0.074 mm est considéré comme modéré.

2.Impact de l'ajout d'andalusite sur les propriétés jetablesLes États membresApplication de l'andalusite dans les matériaux de fonderie en fer

(1) Avec l'exploitation à grande échelle des hauts fourneaux, la force de nettoyage du fer fondu et des scories augmente, en particulier dans la tranchée principale où les conditions de travail deviennent de plus en plus difficiles,résultant en une durée de vie réduiteL'andalusite est utilisée dans la production de matériaux principaux pour améliorer leurs performances.074 mm) d'andalusite sont ajoutés aux échafaudages en fer, ce qui contribue à réduire la porosité et à améliorer la résistance à la compression à température ambiante, améliorant la stabilité aux chocs thermiques.plus ses performances à haute température sont supérieuresLes carreaux à andalusite ajoutée peuvent obtenir une production unique de fer de 80 000 à 120 000 tonnes à partir d'un haut fourneau de 250 m3, avec des réparations et des correctifs entre les deux, ce qui conduit à une durée de vie supérieure à 1.5 millions de tonnes et réduction des coûts de productionLe mécanisme utilise principalement la décomposition de l'andalusite à haute température pour produire une certaine quantité de mullite et de phase liquide.qui améliore la stabilité thermique et la température de ramollissement sous charge des épavesLa phase liquide générée favorise non seulement le frittage pour lier étroitement la matrice et l'agrégat, mais remplit également les vides.en réduisant la porosité apparente et en améliorant la résistance à la compression des échafaudages.

(2) LesPré-traitement du pistolet de désulfuration avec des canalisateursLes canons de désulfuration subissent des changements de température extrêmes, où les dommages résultent généralement de fissures de stress thermique plutôt que d'érosion.L' amélioration de la résistance aux chocs thermiques des naufragés aide à prévenir les fissures et les éclaboussures dans le corps du pistoletL'ajout d'andalusite compense le rétrécissement, assure la stabilité du volume et améliore les performances.

1. L'effet de l'ajout de sillimanite et de kyanite sur les propriétés de la fonteL'ajout de sillimanite ou d'une combinaison de concentrés de sillimanite et de kyanite aux épaves améliore les changements linéaires après le tir.Cela affecte également de manière significative la température de ramollissement sous charge et la résistance à la compressionLes concentrés de sillimanite de haute qualité produisent des effets plus visibles, par exemple en utilisant comme agrégat la sillimanite à 59% d'Al2O3 et la bauxite de première qualité.la température d'adoucissement (4%) est supérieure à 1En revanche, l'utilisation de la sillimanite avec 48% d'Al2O3 réduit la température de ramollissement, comme le montre l'échantillon SC-12 à 1 565°C.

2. L'effet de l'ajout de poudre minérale composite naturelle de sillimanite et d'andalusite sur les propriétés de la fonteL'incorporation de poudres minérales composites améliore la résistance aux chocs thermiques des canonnières et réduit les changements linéaires après le tir.L'ajout approprié de silimanite naturelle et d'andalusite en poudre minérale composite à des épaves à faible teneur en ciment et à haute teneur en aluminium conduit à des améliorations des indicateurs techniques clésLes poudres minérales composites forment une phase liquide à des températures inférieures (1 000 à 1 300 °C),facilitant la formation de mullite in situ et de mullite secondaireLa quantité optimale d'addition pour la poudre minérale composite est d'environ 5%.La kyanite a été principalement utilisée comme agent d'expansion pour compenser le rétrécissement des épaves réfractaires.Cependant, avec une meilleure compréhension, la combinaison d'andalusite, de sillimanite ou des trois minéraux améliore efficacement la qualité des matériaux à base d'Al2O3-SiO2,Applicable à la fois aux matériaux réfractaires en forme et non en forme.

II. Application des trois minéraux dans les plastiques réfractaires

Dans les matières plastiques réfractaires, la comparaison des échantillons avec et sans kyanite montre que les premiers présentent un changement linéaire plus important après cuisson à 1 400 °C, indiquant une expansion accrue,qui favorise la stabilité du cadre structurel et réduit les fissurations et les éclaboussuresLes changements linéaires à 1600°C montrent une légère expansion par rapport à ceux à 1400°C.

III. Application des trois minéraux dans les matériaux réfractaires

Après ajout des trois minéraux, le changement linéaire dans les matériaux à haute teneur en aluminium passe de la rétrécissement à l'expansion après cuisson.avec des changements linéaires à 1La température de l'air à 400°C est passée de -0,40% à +1,60%, ce qui démontre le rôle d'agents de dilatation des trois minéraux.l'ajout des trois minéraux n'a pas d'effet significatif sur la résistance à la compression des matériaux de ramage à haute teneur en aluminium à 1Les niveaux d'oxydation de la kyanite et de l'andalusite ne sont pas suffisamment élevés à cette température.

IV. Application des trois minéraux dans les matériaux de pulvérisation réfractaires

Les matériaux de pulvérisation réfractaires sont des matériaux réfractaires amorphes appliqués à l'aide d'outils pneumatiques.moyenneLes matériaux de pulvérisation légers (0,5 à 1,39 g/cm3) sont couramment utilisés comme revêtements isolants, tandis que les matériaux moyens et lourds (1,3 à 1,39 g/cm3) sont utilisés comme revêtements isolants.8 g/cm3 et supérieur à 1.89 g/cm3) peuvent servir de revêtements de travail dans les fours à basse ou moyenne température.Chambres de combustion de cuisinières à haute pression à chaud, des chambres de régénération, des chambres de mélange et diverses parois intérieures de conduits d'air chaud, servant à isoler, à retenir la chaleur, à améliorer l'étanchéité aux gaz et à protéger la peau de fer du four.Le plus grand haut fourneau de Chine (avec un volume supérieur à 5,500 m3) utilise également des matériaux de pulvérisation réfractaires.L'introduction des trois minéraux améliore non seulement les taux de changement linéaire des matériaux de pulvérisation réfractaires, mais améliore également les performances du matériau en introduisant de nouvelles phases de mullite.Les minéraux ajoutés peuvent être de type simple ou composite. Dans les matériaux de pulvérisation réfractaires et les matériaux de coulée, l'ajout des trois minéraux donne des résultats positifs.En fonction des exigences spécifiques pour les matériaux réfractaires en forme ou non, le type approprié ou le type composite des trois minéraux doit être choisi.

V. Application des trois minéraux dans les boues réfractaires

Avec le développement de matériaux réfractaires sans forme, les boues réfractaires ont connu de larges progrès en R & D, production et tests.les lisières classiques ne peuvent plus répondre pleinement aux exigences de la construction du fourL'incorporation de kyanite joue un rôle important dans les nouvelles boues réfractaires.la réaction d'expansion mullitization compense le rétrécissement à haute température.

VI. Application des trois minéraux dans les pièces préfabriquées en blocs de schiste à haute résistance

Dans les pièces préfabriquées en blocs de scories de haute résistance pour les canaux d'accès des hauts fourneaux, l'ajout d'agents de dilatation permet au matériau de s'élargir uniformément à différentes températures,spécialement dans la plage de 1000 à 1500°CCette expansion compense ou réduit le rétrécissement qui se produit à différents stades de température.,améliorant ainsi la stabilité du volume du matériau.

En résumé, différents types de matériaux réfractaires amorphes, tels que les échafaudages, les plastiques, les matériaux de ramage et les boues réfractaires, utilisent trois minéraux: andalusite, kyanite,et de la sillimanite à des degrés diversLe mécanisme principal implique la décomposition de ces minéraux à des températures élevées, résultant en une expansion du volume due à la réaction de mullitization,qui compense le rétrécissement des matériaux réfractaires amorphes à températures élevéesCe procédé conduit à une expansion linéaire positive, atténue l'éclatement structurel et améliore la stabilité du volume des matériaux.

En outre, la décomposition de ces trois minéraux contribue positivement à la température et à la résistance des matériaux.Les autres agents de dilatation pour les matériaux réfractaires amorphes sont le quartz (SiO2), qui compense également le rétrécissement à haute température par des transformations de phase, principalement l'expansion associée à la transformation du α-quartz (quartz à haute température) en β-quartz,Comme cette transition présente le changement de volume le plus significatif.

Cependant, la kyanite surpasse le quartz dans cette application.produit des cristaux de mullite qui favorisent les performances à haute température du matériauPar conséquent, la kyanite est couramment utilisée comme agent d'expansion dans les matériaux refractaires amorphes, soit seule, soit en combinaison avec l'andalusite ou la sillimanite.

L'utilisation efficace de la kyanite, de l'andalusite et de la sillimanite par le biais de leurs réactions de multifonction peut améliorer considérablement les propriétés du matériau.et la taille des particules basée sur les températures de fonctionnement est essentielleDans le cas contraire, il peut entraîner une détérioration interne, provoquant des fissures d'expansion et une diminution de la densité et de la résistance des matériaux.

Ces méthodes tirent parti de la décomposition et des réactions d'expansion des trois minéraux, ainsi que de l'expansion associée aux transformations de phase du quartz,pour compenser le rétrécissement à haute température des matériaux refractaires amorphes et améliorer la stabilité du volumeCependant, les avantages des réactions d'expansion vont au-delà de cela.les briques à faible craquement et les briques à haute teneur en alumine modifiées utilisées dans les fours à haute pression utilisent des réactions d'expansion interne pour améliorer la température d'adoucissement de la chargeIl est donc essentiel d'utiliser efficacement ces trois minéraux pour améliorer les performances des matériaux réfractaires.