ผลของการเติมคอรันดัมสีดำที่มีขนาดและปริมาณอนุภาคต่างกันต่อคุณสมบัติของคอรันดัม-มัลไลต์ที่หล่อได้

อายุการใช้งานของวัสดุทนไฟแบบปากเตาเผามีผลกระทบที่สำคัญต่อวงจรการทำงานของสายการผลิตปูนซีเมนต์ทั้งหมด ในระหว่างการใช้ปากเตาเผาแบบโรตารี่นอกจากอุณหภูมิสูงกว่า 1,400 องศาแล้วยังต้องทนต่อผลกระทบของการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วและการไหลของลมร้อน การสึกหรอของปูนเม็ดที่อุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนของสารอัลคาไลที่อุณหภูมิสูง และอื่น ๆ ความเค้นเชิงกล ความเค้นจากความร้อน และการสึกกร่อนของสารเคมี สภาพการใช้งานรุนแรงมาก และปากหล่อเตาเผาต้องทนต่อความร้อนช็อก ต้านทานการสึกหรอ และต้านทานด่างได้ดี ในปัจจุบัน คอรันดัม-มัลไลท์ คอรันดัม-สปิเนล และเหล็กหล่อเสริมแรงด้วยเส้นใยเหล็กถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในปากเตาเผา เพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกกร่อนและความต้านทานต่อแรงกระแทกจากความร้อนของเตาหล่อปากเตา พวกเขามักจะเพิ่มซิลิกอนคาร์ไบด์บางส่วน ปากเตาเผาสามารถก่อตัวเป็นซับในได้ แต่เนื่องจากเป็นวัสดุที่เปราะ จึงปรับให้เข้ากับการเสียรูปในระดับหนึ่งได้ยาก เช่น ทรงกระบอกเตาเผาอิฐแบบหมุน และง่ายต่อการแตกร้าวภายใต้แรงกระทำ ความเหนียวมีประโยชน์มากในการปรับปรุงอายุการใช้งาน คอรันดัมสีดำเป็นผลึกสีเทาดำที่มี -Al2O3 และสปิเนลเหล็ก-อะลูมิเนียมเป็นแร่ธาตุหลัก มีลักษณะของความเหนียวสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และคุณสมบัติเชิงกลทางความร้อนที่เสถียร และส่วนใหญ่จะใช้ในสารกัดกร่อน ในมุมมองของลักษณะสมรรถนะของคอรันดัมสีดำและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของเตาเผาปากหล่อ บทความนี้อ้างอิงจากคอรันดัม-มัลไลท์เตาเผาปากหล่อ โดยใช้คอรันดัมสีดำเป็นส่วนหนึ่งของวัตถุดิบ และศึกษาผลกระทบของคอรันดัมดำที่มีอนุภาคต่างกัน ขนาดและขนาดที่เพิ่มขึ้นบนปากเตา อิทธิพลของคุณสมบัติหล่อได้
1.1 วัตถุดิบและแผนการทดสอบ
วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการทดสอบคือ: มัลไลท์เผา (2.73g·cm-3, ขนาดอนุภาคประกอบด้วย 8-5, 5-3, 3-1mm), คอรันดัมสีน้ำตาล (3.92 g·cm-3, ขนาดอนุภาครวม 3-1, น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1, 0.074mm), คอรันดัมสีดำ (3.71g·cm{{15} }, ขนาดอนุภาครวม 3-1, น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1, 0.074 มม.), ซิลิกอนคาร์ไบด์ (ขนาดอนุภาครวมน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1, 0.074 มม.), ผง -Al2O3, ซิลิกอนไดออกไซด์ ผงไมโครพาวเดอร์และแคลเซียมอะลูมิเนตซีเมนต์ สารผสมเพิ่ม ได้แก่ สารลดน้ำและไฟเบอร์ป้องกันการระเบิด
1.2 การเตรียมตัวอย่างและการทดสอบประสิทธิภาพ
ผสมวัตถุดิบทุกชนิดในสัดส่วนเท่าๆ กัน เติมน้ำ 5.6 เปอร์เซ็นต์ (w) จากนั้นเขย่าและปั้นเป็นก้อน และบ่มเป็นเวลา 24 ชั่วโมงที่อุณหภูมิห้องก่อนลอกออก หลังจากตัวอย่างได้รับการบำบัดที่อุณหภูมิต่างกัน ความหนาแน่นรวมของตัวอย่าง (YB/T5200-1993 ), แรงอัด (GB/T5072-2008), ความแข็งแรงดัด (GB/T3001-2007 ), อัตราการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้น (GB/T5988-2007)
ผลลัพธ์และการวิเคราะห์
2.1 อิทธิพลของการเติมคอรันดัมสีดำในปริมาณต่างๆ กันต่อประสิทธิภาพการทำงานของเตาหล่อปากเตา
ด้วยการเพิ่มจำนวนของคอรันดัมสีดำที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. ความหนาแน่นรวมของตัวอย่างมีแนวโน้มลดลง ซึ่งเกิดจากความหนาแน่นของคอรันดัมสีดำต่ำกว่าคอรันดัมสีน้ำตาล โดยคำนึงถึงปัจจัยการไล่ระดับอนุภาค เมื่อเนื้อหาของคอรันดัมสีดำน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. เพิ่มขึ้นเป็น 25 เปอร์เซ็นต์ (w) ในการทดสอบ จะไม่มีการเติมซิลิกอนคาร์ไบด์ที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. ลงในตัวอย่าง ซึ่งเทียบเท่ากับ คอรันดัมสีดำน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. แทนที่คอรันดัมสีน้ำตาลน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. ทั้งหมด และน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีขนาดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. และความหนาแน่นรวมของคอรันดัมสีดำนั้นมากกว่าของซิลิกอนคาร์ไบด์ ดังนั้นความหนาแน่นรวมของตัวอย่างจึงดีขึ้น
ความแข็งแรงดัดที่อุณหภูมิห้องของตัวอย่างที่มีคอรันดัมสีดำน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. ที่เติม 5 เปอร์เซ็นต์ (w) หลังจากการบำบัดด้วยอุณหภูมิที่ต่างกันจะสูงกว่าของตัวอย่างที่ไม่มีคอรันดัมสีดำ และจำนวนการเติม (w) ที่น้อยกว่าหรือ เท่ากับคอรันดัมสีดำ 1 มม. อยู่ระหว่าง 5 เปอร์เซ็นต์ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ภายในช่วงของเปอร์เซ็นต์ เมื่อมีปริมาณคอรันดัมสีดำเพิ่มขึ้น แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของความแข็งแรงดัดของตัวอย่างหลังจากคงไว้ที่ 110 องศาเป็นเวลา 24 ชั่วโมงจะไม่ชัดเจน เนื่องจากความแข็งแรงของตัวอย่างที่ 110 องศา เป็นเวลา 24 ชั่วโมง มีส่วนประกอบของสารยึดเกาะเป็นส่วนใหญ่ จัดหา. หลังจาก 1100 องศาเป็นเวลา 3 ชั่วโมงและ 1350 องศาเป็นเวลา 3 ชั่วโมง ความแข็งแรงดัดงอที่อุณหภูมิห้องของตัวอย่างมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นก่อนแล้วจึงลดลง ความแข็งแรงดัดส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากระดับของพันธะระหว่างเมทริกซ์และมวลรวม และกระบวนการแตกหักส่วนใหญ่เกิดจากมวลรวม การทำลายตัวของอนุภาคเอง แทนที่จะเป็นการดึงเอาอนุภาคออกจากเมทริกซ์ การเปลี่ยนแปลงของความแข็งแรงดัดสะท้อนถึงความแข็งแรงของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างเมทริกซ์และมวลรวม
กำลังอัดที่อุณหภูมิห้องของตัวอย่างที่มีคอรันดัมสีดำ 5 เปอร์เซ็นต์ (w) น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มิลลิเมตร ต่ำกว่าตัวอย่างที่ไม่มีคอรันดัมสีดำ เมื่อเพิ่มปริมาณคอรันดัมสีดำเข้าไป แรงอัดที่อุณหภูมิห้องจะเพิ่มขึ้นก่อนแล้วจึงลดลง แรงอัดของตัวอย่างที่ผ่านการอบที่อุณหภูมิ 110 องศาเป็นเวลา 24 ชั่วโมงจะได้รับผลกระทบจากการกระทำของสารยึดเกาะและระดับของการปิดบรรจุภัณฑ์ ภายใต้เงื่อนไขของอัตราส่วนโดยมวลที่เท่ากัน การเติมคอรันดัมสีดำทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระดับของการปิดการบรรจุ ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในกำลังรับแรงอัด ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบ เมื่อปริมาณการเติม (w) ของคอรันดัมสีดำน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. เป็นประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ กำลังรับแรงอัดของตัวอย่างที่อุณหภูมิห้องจะสูงสุดหลังจากเก็บไว้ที่ 1100 องศาเป็นเวลา 3 ชั่วโมง และ 1350 องศาสำหรับ 3 ชม. ซึ่งสัมพันธ์กับระดับของปฏิกิริยาในตัวอย่าง มันเกี่ยวข้องกับการบรรจุอนุภาคอย่างใกล้ชิด [7] ในฐานะที่เป็นวัสดุต่างชนิดกัน กำลังรับแรงดัดของวัสดุหล่อจะได้รับผลกระทบจากโครงสร้างจุลภาค เช่น รอยร้าวและความไม่สม่ำเสมอได้ง่ายกว่าแรงอัด
การหดตัวเชิงเส้นของตัวอย่างที่มีคอรันดัมสีดำน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. ที่เติม 5 เปอร์เซ็นต์นั้นสูงกว่าตัวอย่างที่ไม่มีคอรันดัมสีดำอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบ่งชี้ว่ามีปฏิกิริยาการเผาผนึกในตัวอย่างอย่างชัดเจน การเปลี่ยนแปลงของเส้นตัวอย่างหลังการอบชุบด้วยความร้อนที่ 1100 องศาเป็นเวลา 3 ชั่วโมงแสดงให้เห็นลักษณะการหดตัว และอัตราการหดตัวค่อยๆ ลดลงเมื่อเติมคอรันดัมสีดำ (w) เพิ่มขึ้นในช่วง 5 เปอร์เซ็นต์ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ตัวอย่างที่ผ่านการบำบัดที่อุณหภูมิ 1350 องศาเป็นเวลา 3 ชั่วโมง แสดงลักษณะของการหดตัวก่อนแล้วจึงขยายตัวภายในช่วงของการเติมคอรันดัมสีดำน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มิลลิเมตร (w) ร้อยละ 5 ถึงร้อยละ 20 ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเฟสใน ตัวอย่าง [ 8] แสดงว่าคอรันดัมสีดำสร้างเฟสของเหลวที่มีจุดหลอมเหลวต่ำในตัวอย่างก่อนเพื่อทำให้เกิดการหดตัวของปริมาตร และด้วยการเพิ่มขึ้นของปริมาณคอรันดัมสีดำ เฟสใหม่จะถูกสร้างขึ้นเพื่อขยาย และเฟสเฉพาะต้องการเพิ่มเติม การวิเคราะห์และการยืนยัน ปริมาณการเติมคอรันดัมสีดำน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. (w) ของ 25 เปอร์เซ็นต์ของการเปลี่ยนแปลงของเส้นตัวอย่างผันผวน ส่วนใหญ่เป็นเพราะคอรันดัมสีดำแทนที่ซิลิกอนคาร์ไบด์ ซิลิกอนคาร์ไบด์จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงบรรทัดของตัวอย่าง ซิลิคอนคาร์ไบด์บางส่วนภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นเพื่อสร้างซิลิกอนไดออกไซด์ จากนั้นปฏิกิริยาจะสร้างมัลไลต์ ซึ่งทำให้เกิดการขยายตัวของปริมาตรในระดับหนึ่ง นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าผลกระทบด้านปริมาตรของซิลิกอนคาร์ไบด์ต่อตัวอย่างนั้นมากกว่าผลกระทบของคอรันดัมสีดำ ผลการขยายตัวของปริมาตรยังนำไปสู่การลดลงของกำลังรับแรงอัดที่อุณหภูมิปกติของตัวอย่างที่ผ่านการบำบัดที่ 1350 องศาเป็นเวลา 3 ชั่วโมงด้วยการเพิ่มปริมาณคอรันดัมสีดำที่เพิ่มขึ้น ความแข็งแรงดัดที่อุณหภูมิห้องและแรงอัดที่อุณหภูมิห้องได้รับผลกระทบจากข้อบกพร่องระดับจุลภาคได้ง่าย ในการเปรียบเทียบ การเปลี่ยนเส้นให้ความร้อนถาวรเป็นดัชนีการประเมินมาโครสามารถสะท้อนสถานะของตัวอย่างหลังการซินเทอร์ได้อย่างเป็นกลางมากขึ้น เมื่อพิจารณาถึงการใช้เงื่อนไขการหล่อปากเตาเผา ความต้านทานแรงกระแทกจากความร้อน ความแข็งแรง และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพอื่นๆ ปริมาณการเติม (w) ของคอรันดัมสีดำที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. คือประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์