Ahju suudme tulekindla valumaterjali kasutusiga mõjutab oluliselt kogu tsemendi tootmisliini töötsüklit. Pöördahju ahjusuudmevalu kasutamisel peab see lisaks kõrgele temperatuurile üle 1400 kraadi vastu pidama ka kiirele jahutamisele ja kuuma õhuvoolule, kõrge temperatuuriga tsemendiklinkri kulumisele ja kõrgel temperatuuril kahjulikule gaasileelise korrosioonile ja muule. mehaaniline pinge, termiline pinge ja keemiline erosioon Kasutustingimused on väga karmid ning ahju suudmevaludel peab olema hea soojuslöögikindlus, kulumiskindlus ja leelisekindlus. Praegu kasutatakse ahjusuuvaludes laialdaselt korund-mulliidi, korund-spinelli ja teraskiuga tugevdatud tulekindlaid valandeid. Ahju suudmevalude erosioonikindluse ja termilise löögikindluse parandamiseks lisatakse neile sageli ränikarbiidi. Ahju suudmevalu võib moodustada tervikliku voodri, kuid kuna see on rabe materjal, on seda raske kohaneda teatud deformatsiooniastmega nagu tellistest pöörleva ahju silinder ja see on pinge mõjul kergesti purunev. Tugevus on selle kasutusea pikendamiseks väga kasulik. Must korund on hallikasmust kristall, mille peamisteks mineraalfaasideks on -Al2O3 ja raud-alumiinium spinell. Sellel on kõrge sitkus, kõrge temperatuuritaluvus ja stabiilsed termomehaanilised omadused ning seda kasutatakse enamasti abrasiivides. Pidades silmas musta korundi tööomadusi ja ahjusuu valatavate töönõudeid, põhineb käesolev artikkel korund-mulliidi ahjusuudmevaludel, kasutades toorainena musta korundi ning uurib musta korundi mõju erinevate osakestega. suurused ja selle lisamine ahjusuul. Valatavate omaduste mõju.
1.1 Tooraine ja katseplaan
Peamised testis kasutatud toorained on: paagutatud mulliit (2,73 g·cm-3, osakeste suurus sisaldab 8-5, 5-3, 3-1mm), pruun korund (3,92 g·cm-3, osakeste suurus sisaldab 3-1, väiksem või võrdne 1, 0.074 mm), must korund (3,71 g·cm{{15} }, osakeste suurus sisaldab 3-1, väiksem või võrdne 1, 0,074 mm), ränikarbiid (osakeste suurus sisaldab kuni 1, 0,074 mm), -Al2O3 pulber, ränidioksiid Mikropulber ja kaltsiumaluminaattsement, lisandid sisaldavad vee reduktorit ja plahvatuskindlat kiudu.
1.2 Proovide ettevalmistamine ja jõudluse testimine
Segage kõikvõimalikud toorained proportsionaalselt ühtlaseks, lisage 5,6% (w) vett ning seejärel loksutage ja vormige ning kõvendage 24 tundi toatemperatuuril enne vormist lahtivõtmist. Pärast proovide töötlemist erinevatel temperatuuridel on proovide puistetihedus (YB/T5200-1993), survetugevus (GB/T5072-2008), paindetugevus (GB/T3001-2007). ), lineaarse muutuse määr (GB/T5988-2007).
tulemused ja analüüs
2.1 Erinevate musta korundi lisamise koguste mõju ahjusuu valandite toimimisele
Musta korundi lisatava koguse suurenemisega 1 mm või alla selle näitab proovi puistetihedus langustrendi, mis on tingitud musta korundi väiksemast puistetihedusest kui pruuni korundi omast. Võttes arvesse osakeste gradatsioonitegurit, kui musta korundi sisaldus väiksem või võrdne 1 mm tõusis testis 25 protsendini (w), ei lisatud proovile ränikarbiidi, mis on väiksem või võrdne 1 mm, mis oli samaväärne Väiksem või võrdne 1 mm musta korundiga, mis asendab kõik Vähem kui 1 mm või sellega võrdne pruun korund ja väiksem või võrdne 1 mm. Ränikarbiid on 1 mm või väiksem ja musta korundi puistetihedus on suurem kui ränikarbiidil, seega on proovi puistetihedus paranenud.
Nende proovide paindetugevus toatemperatuuril, millele on pärast erineva temperatuuriga töötlemist 5% (w) lisatud 5% (w) musta korundi, on suurem kui ilma musta korundita proovide puhul ja lisatud kogus (w) on väiksem kui või 1 mm musta korundiga on 5–20 protsenti. Protsendi piires ei ole lisatud musta korundi koguse suurenemisega proovi paindetugevuse muutustrend pärast 24 tundi 110 kraadi juures hoidmist ilmne. Seda seetõttu, et proovi tugevus 110 kraadi juures 24 tunni jooksul koosneb peamiselt tsemendi sideainest. pakkumine. Pärast 1100 kraadi 3 tundi ja 1350 kraadi 3 tundi näitas proovide toatemperatuuril paindetugevus esmalt suurenemise ja seejärel vähenemise suundumust. Paindetugevust mõjutas peamiselt maatriksi ja täitematerjali vahelise sideme aste ning purunemisprotsess oli enamasti täitematerjal. Osakeste endi hävitamine, mitte osakeste maatriksist väljatõmbamise efekt, vaid paindetugevuse muutus peegeldab maatriksi ja agregaadi vahelise sideme tugevust.
5% (w) musta korundi sisaldavate proovide survetugevus toatemperatuuril 1 mm või vähem oli madalam kui musta korundita proovide survetugevus. Lisatava musta korundi koguse suurenemisega survetugevus toatemperatuuril esmalt suurenes ja seejärel vähenes. 24 tundi 110 kraadi juures töödeldud proovide survetugevust mõjutavad sideaine toime ja tihendusaste. Sama massisuhte korral põhjustab musta korundi lisamine tihendusastme muutusi, põhjustades seeläbi muutusi survetugevuses. Katsetingimustes, kui lisatav kogus (w) vähem kui 1 mm musta korundi on umbes 10 protsenti, on proovi survetugevus toatemperatuuril suurim pärast seda, kui seda on hoitud 1100 kraadi juures 3 tundi ja 1350 kraadi. 3 tundi, mis on seotud reaktsiooni astmega proovis. See on seotud osakeste tiheda pakkimisega [7]. Heterogeense materjalina mõjutavad valandite paindetugevust kergemini sellised mikrostruktuurid nagu praod ja ebahomogeensused kui survetugevus.
Proovi lineaarne kokkutõmbumine, millele on lisatud 5 protsenti vähem kui 1 mm musta korundi, on oluliselt suurem kui ilma musta korundita proovi puhul, mis näitab, et proovis on ilmne paagutamisreaktsioon. Proovijoonte muutused pärast kuumtöötlust 1100 kraadi juures 3 tundi näitasid kokkutõmbumisnäitajaid ja kokkutõmbumiskiirus vähenes järk-järgult, kuna musta korundi lisand (w) suurenes vahemikus 5 kuni 20 protsenti. 1350 kraadi juures 3 tundi töödeldud proovid näitavad esmalt kokkutõmbumist ja seejärel paisumist vahemikus 1 mm või võrdne musta korundi lisamisega (w) 5–20 protsenti, mis on seotud faasireaktsiooniga. proov [8], mis näitab, et must korund tekitab proovis kõigepealt madala sulamistemperatuuriga vedela faasi, mis põhjustab ruumala kahanemist, ja musta korundi sisalduse suurenemisega tekib uus faas, mis laieneb ja spetsiifiline faas vajab täiendavat analüüs ja kinnitus. Vähem kui 1 mm või võrdne musta korundi lisamise kogus (w) 25 protsenti proovijoone muutustest kõikus, peamiselt seetõttu, et ränikarbiidi asendas must korund, ränikarbiid mõjutab ka proovi joone muutusi, ränikarbiid osaliselt kõrge temperatuuri tingimustes Ränidioksiidi tekkeks tekib oksüdatsioon ja seejärel tekib reaktsiooni käigus mulliit, mis tekitab teatud mahu laiendamise efekti. Samuti näitab see, et ränikarbiidi mahumõju proovile on suurem kui musta korundi oma. Mahu laienemise efekt toob kaasa ka 1350 kraadi juures 3 tundi töödeldud proovide normaaltemperatuuri survetugevuse vähenemise koos musta korundi lisamise koguse suurenemisega. Mikroskoopilised defektid mõjutavad kergesti paindetugevust toatemperatuuril ja survetugevust toatemperatuuril. Võrdluseks võib püsikütteliini muutmine makro hindamisindeksina objektiivsemalt kajastada proovi seisukorda pärast paagutamist. Arvestades ahjusuu valatava kasutustingimusi, soojuslöögikindlust, tugevust ja muid jõudlusnõudeid, on musta korundi lisandikogus (w) väiksem kui 1 mm või sellega võrdne umbes 15 protsenti.
