Что такое специальные огнеупорные материалы и какое огнеупорное сырье?
Зачем нужны специальные огнеупорные материалы
С постоянным развитием науки и техники огнеупорный кирпич продолжает поднимать новые темы в аэрокосмической, металлургической, электронной, химической, строительной, транспортной и других отраслях промышленности, а условия их использования становятся все более и более сложными и особенными. Обычные огнеупорные кирпичи не могут соответствовать новым требованиям, только специальные огнеупорные кирпичи, обладающие высокой термостойкостью, коррозионной стойкостью, стойкостью к химическому воздействию высоких температур и хорошей термостойкостью, могут выполнить такую важную задачу и соответствовать требованиям условий эксплуатации.
Характеристики специальных огнеупорных кирпичей в основном включают оксиды с высокой температурой плавления, металлокерамику, высокотемпературные покрытия, высокотемпературные волокна и их армирующие материалы. Среди них неоксиды с высокой температурой плавления обычно называют тугоплавкими соединениями, включая карбиды, нитриды, бориды, силициды и сульфиды.
Специальные огнеупорные материалы разрабатываются на основе традиционной керамики и обычных огнеупорных материалов. Они такой же, как и обычные огнеупоры, но очень отличаются. По сравнению с этими обычными огнеупорами, специальные огнеупоры имеют следующие характеристики:
(1) Большинство компонентов специальных огнеупорных материалов превосходят диапазон силикатов, обладают высоким вкусом и высокой чистотой. Как правило, чистота выше 95%, а по специальным требованиям выше 99%. Почти все используемое сырье искусственно синтезировано или очищено механическими, физическими и химическими методами, а минеральное сырье редко упоминается напрямую. Температура плавления этих материалов выше 1728 ℃;
(2) Процесс производства специальных огнеупорных материалов значительно усовершенствован и больше не ограничивается методом сухого прессования. В дополнение к традиционному методу цементации керамики, пластическому методу и другим процессам формования, он также использует статическое давление, нагнетание горячего давления, осаждение из паровой фазы, химическое осаждение из паровой фазы, горячее прессование, литье плавлением, плазменное напыление, прокатку пленки и другие процессы формования. В качестве сырья для формования используется в основном мелкодисперсный порошок микронного уровня;
(3) После того, как специальный огнеупорный материал сформирован, различные заготовки необходимо обжечь при высокой температуре и в различных атмосферных условиях, обычно температура обжига составляет 1600 ~ 2000 ℃ или даже выше. Помимо высокотемпературных печей с перевернутым пламенем и высокотемпературных туннельных печей для обжига обычных огнеупорных материалов часто используются различные электрические печи, такие как электрические печи сопротивления, печи, электродуговые печи, индукционные печи и т. Д. Это оборудование для обжига может обеспечивать атмосферу и температуру, необходимые для обжига различных заготовок, например окислительную атмосферу, восстановительную атмосферу, нейтральную атмосферу, вакуум и т. д. Температура некоторых специальных электропечей может достигать 3000 ℃;
(4) Более распространены изделия из специальных огнеупорных материалов. Из него можно не только превращаться в толстые изделия, такие как обычные огнеупорные материалы, такие как кирпичи, стержни и банки, но также в тонкие изделия, такие как традиционная керамика, такие как трубы, пластины, листы, тигли и т. Д., А также можно производить в полые сферические изделия с высокой степенью дисперсности: неформованные изделия, прозрачные или полупрозрачные изделия, мягкие и шелковистые волокна и изделия из волокон, различные драгоценные монокристаллы и сверхтвердые изделия, твердость которых уступает только алмазам;
(5) Специальные огнеупоры обладают лучшими тепловыми, электрическими, механическими и химическими свойствами, чем обычные огнеупоры. Следовательно, область применения шире;
Физические свойства специальных огнеупоров
Среди элементов углерод имеет высокую температуру плавления, около 3650 ℃, за ним следуют вольфрам (W) 3415 ℃, тигель (Re) 3180 ℃, тантал (Ta) 2980 ℃ с). Молибден (Mo) – 2620 ° C, Hf (Hf) – 2207 ° C, ниобий (Nh) – 2468 ° C, а магний (Mo) – 2620 ° C. (Th) 1845 ℃, титан 1672 ℃, цирконий 1855 ℃, температура плавления других элементов ниже 1800 ℃. Эти металлические элементы нельзя использовать в окислительной атмосфере. Карбиды – это соединения с высокими температурами плавления, далее следуют нитрид и оксид. Среди оксидов с низкой температурой плавления являются кислые оксиды, такие как диоксид кремния SiO2 и диоксид титана. Далее следуют нейтральные оксиды, такие как оксид алюминия.
Хотя многие элементы и соединения имеют высокую температуру плавления, их необходимо использовать в качестве сырья для специальных огнеупорных материалов, но существуют определенные ограничения. Например, некоторые исходные материалы разлагаются при нагревании, некоторые очень вредны или радиоактивны, а некоторые – дорого., так что это следует в полной мере учитывать при использовании. Методы синтеза нитридов металлов：
1. Азот или аммиак напрямую взаимодействует с металлами или оксидами металлов, а температура реакции составляет около 1200 ° C. Если вместо металлов используются оксиды, температура реакции должна быть выше 2000 ° C. Типы реакции следующие: Me + N2 → MeN.
2. Используйте азот или аммиак для реакции с углеродсодержащими оксидами металлов. Азот образуется из азота.
Описание состава огнеупорных материалов
Природное минеральное сырье состоит из минеральной фазы и химического состава: алюмосиликат, щелочь, кремний, цирконий, углерод и так далее. Алюмосиликаты включают глину, оксид алюминия, пирофиллит, группу силлиманита и тому подобное. Щелочь содержит магнезит, доломит, известняк и др. Кремний содержит кремнезем, цирконий – циркон, углерод – графит и так далее.
1. Силикатная порода
Силикатная порода в природе представляет собой разновидность земной руды, образовавшуюся в результате длительного выветривания, и представляет собой смесь различных водосодержащих алюмосиликатов. Основная минеральная фаза – каолинит (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O).
2. Бокситы
Общий термин для алюминиевой руды. Химический состав алюминия в основном состоит из Al2O3, SiO2, TiO2, Fe2O3, что составляет около 95% от общего состава.
3. Пирофиллит
Химическая формула: Al2O3 · 4SiO2 · H2O. Благодаря низкой твердости и небольшой усадке при спекании полуфабрикат можно механически переворачивать, а его первоначальную форму и размер можно сохранять после спекания.
4. Семейство силлиманита
Это относится к силлиманиту, кианиту и андалузиту (также известным как три камня) с однородной и различной кристаллической структурой. Молекулярная формула – Al2O3 × SiO2, но структура другая. Три камня производят определенную степень объемного расширения в процессе нагрева.
5. Кремнезем
Общий термин для объемного кремниевого сырья и его минеральной фазы в основном соответствует времени. Существует множество вариантов кристаллов, в основном включая синхронизацию, масштабную синхронизацию, квадратную синхронизацию и три варианта кристалла для высоких и низких температур.
6. Магнезит
Основная минеральная фаза – магнезит, а основной химический состав – MgCO3. После прокаливания при 1600 ~ 1900 ℃ может быть получено стабильное спекание оксида магния (MgO).
7. Доломит
Доломит представляет собой сложную соль карбоната кальция и карбоната магния, а его молекулярная формула – MgCO3*CaCO3. Перед использованием доломит необходимо прокалить зрелый материал. Во время нагревания MgO начинает разлагаться при 730 ~ 760 ℃; CaO разлагается при 880 ~ 990 ℃; кристаллы MgO и CaO растут при 1200 ℃; клинкер спекается при 1800 ℃.
8. Циркон
Молекулярная формула – ZrO2SiO2. В процессе нагревания он начинает разлагаться при 1540 ° C, и продукт представляет собой моноклинный диоксид циркония, рассчитанный по времени и сопровождающийся расширением объема.
9. Хромит
Смесь различных минералов в основном состоит из FeCr2O4. Поскольку Mg2 + присутствует всегда более или менее, хромит (Mg, Fe) Cr2O4 более подходит.
10. Графит
Природный графит можно разделить на кристаллический графит и аморфный графит. Природного чистого углеродного графита очень мало, и все они содержат определенные примеси. Чернила легко окисляются, что очень заметно при температурах выше 550 ℃, поэтому они подходят для использования в среде с низким содержанием кислорода или для защиты.
11. Известняк
Обычно называемый известняком, основной минеральной фазой является кальцит, а основным компонентом – CaCO3. Прокаливается и разлагается при 900 ~ 1300 ℃ с получением извести (CaO).
Что делать, если огнеупорный материал трескается, отваливается и его легко носить? Если вы хотите полностью решить проблему, вам нужно найти первопричину и проанализировать настоящую причину. ООО RS огнеупоры уже много лет занимается производством огнеупоров и решением проблемы строительства печи. Мы можем решить различные сложные проблемы футеровки высокотемпературных печей. Приглашаем друзей для консультаций и технических обменов.
Рекомендуем вам прочитать следующие статьи:
