Pramoninių krosnių energijos taupymas visada buvo pagrindinis klausimas, kurį turi skubiai išspręsti dideli energijos vartotojai, tokie kaip metalurgijos, mašinų ir chemijos pramonė. Lengvų šilumą izoliuojančių medžiagų, turinčių mažą tūrinį tankį ir mažą šilumos laidumą, naudojimas krosnies pamušalui yra vienas iš efektyvių sprendimų. Dėl mažo šilumos laidumo, mažos šiluminės talpos, atsparumo aukštai temperatūrai, gero atsparumo šiluminiam smūgiui, didelio matmenų tikslumo ir vienodos struktūros, mullito šilumą izoliuojančios ugniai atsparios plytos yra tinkamos įvairiose srityse, tokiose kaip metalurgija, naftos chemija, statybinės medžiagos, keramika, ir mašinos. Toks pramoninės krosnies karšto paviršiaus pamušalas ir pagrindas, nes gali tiesiogiai liestis su liepsna, yra itin puiki šilumą izoliuojanti ugniai atspari medžiaga.
Šilumą izoliuojančios mulitinės ugniai atsparios plytos išgauna lengvo svorio ir šilumos izoliacijos efektą, padarydami medžiagos viduje skylutes. Todėl paruošimo principas yra įterpti poras į medžiagą, daugiausia įskaitant išdegimo metodą, putų metodą ir cheminį metodą. Įprasti metodai, tokie kaip reakcijos metodas, porėtos medžiagos metodas, gelio liejimo metodas, džiovinimas šalčiu ir skilimo in situ metodas. Tarp jų perdegimo metodą galima suskirstyti į ekstruzijos metodą ir mašininio presavimo metodą dėl skirtingų formavimo būdų. Skirtingi paruošimo procesai turi didelę įtaką mullito plytų veikimui. Siekiant ištirti skirtingų procesų įtaką mulito plytoms, buvo atlikti eksperimentai ruošiant mullito plytas trimis būdais: mašininio presavimo metodu, ekstruzijos metodu ir putplasčio metodu. Ir palygino jo veikimą.
Eksperimentuokite
1.1 Žaliavos
The main raw materials for the experiment are as follows: clay, calcined alumina ((ω(Al₂0₃)≥99, D0.5 is 0.043-0.1mm), calcined mullite powder ω(Al₂0₃)≥65, D0.5 is 0.1-0.5mm), Tabular corundum, (ω(Al₂0₃)>199,4, D0.5 yra 0.043-0,2 mm), kianitas ir silimanitas. Eksperimente naudotas putojantis agentas buvo natrio dodecilsulfonatas. Perdegimui naudojamos medžiagos buvo pjuvenos ir polipropileno rutuliai. Rišamoji medžiaga yra polivinilo alkoholis (PVA).
1.2 Paruošimas
Putų metodas: eksperimentinės žaliavos iš anksto maišomos 4 valandas pagal lentelėje pateiktą santykį. Įpilkite 30–35 masės procentų vandens, kad milteliai susimaišytų į vienodą ir stabilią srutą; tada į putojimą įpilkite vandens ir dideliu greičiu maišykite, kad susidarytų stabilios putos: galiausiai sumaišykite suspensiją ir putas tolygiai. Įpurškite jį į 40 mm x 40 mm x 160 mm formą. Ir šiek tiek pakratykite. Pašalinę didelius burbulus, padėkite į kambario temperatūrą, kad natūraliai išdžiūtų 8-12 valandas. Išimkite ir kepkite 1100 laipsnių temperatūroje 24 valandas. Išdegus 1550 procentų ir palaikius šiltai 3 valandas, gaunama mullitinė šilumą izoliuojanti ugniai atspari plyta.
Presavimo metodas: Eksperimentinės žaliavos buvo iš anksto maišomos pagal 1 lentelėje nurodytą 2# santykį 4 valandas, po to polivinilo alkoholis buvo skiedžiamas ir pridedamas prie tolygiai sumaišytų miltelių. Maišoma 10-15 min. ir išspaudžiama į 114 mm × 65 mm × 230 mm ruošinį esant 5 MPa slėgiui. Plytos kepamos 110 laipsnių temperatūroje 24 valandas. Jie kūrenami 1550 laipsnių temperatūroje ir laikomi 3 valandas, kad būtų gautos mullitinės šilumą izoliuojančios ugniai atsparios plytos.
Ekstruzijos metodas: eksperimentinės žaliavos buvo iš anksto maišomos pagal 1 lentelėje nurodytą 3# proporciją 4 valandas, įpilama 10-15masės procentų vandens ir po to tolygiai maišoma. Po proceso procedūrų, tokių kaip medžiagų gaudymas ir purvo valymas, 114 mm × buvo paruoštas ekstruzijos būdu. 65 mm × 230 mm plytos buvo kepamos 1100 ° C temperatūroje 24 valandas, tada kūrenamos 1 550 ° C temperatūroje ir laikomos 3 valandas, kad gautų mullito plytas.
1.3 Apibūdinimas
Darant prielaidą, kad trimis liejimo būdais paruoštų mėginių tūrinis tankis yra 1.{1}}.1g/cm3, kiekvienos mėginių grupės našumas tikrinamas kelis kartus ir imama vidutinė vertė.
(1) Mėginio tiesinis kitimo greitis po sudeginimo nustatomas pagal nacionalinį standartą GB/T5998-2007:
(2) Perdegimo linijos pasikeitimo greitis nustatomas pagal nacionalinį standartą (GB/T3997.1-1998);
(3) Mėginio stipris gniuždant nustatomas pagal nacionalinį standartą (GB/T3997.2-1998);
(4) Mėginio šilumos laidumas atitinka metalurgijos pramonės standartą (YB/T4130-2005). Matavimui naudokite plokščią šilumos laidumo matuoklį (PBD-12-4Y);
(5) Mėginio minkštėjimo aukštoje temperatūroje apkrovos temperatūra nustatoma pagal nacionalinį standartą (GB/T5989-1998). Jis matuojamas diferencialo didinimo metodu.
Rezultatai ir DISKUSIJA
2.1 Liejimo metodo įtaka linijos pokyčiams
Mullito plytų mėginį kaitinus 1550 laipsnių temperatūroje 3 valandas, putplasčio metodu paruošto mėginio linijinis susitraukimo greitis buvo didžiausias. Jis siekia 2,4 proc.; ekstruzijos būdu paruošto mėginio linijinis susitraukimo greitis yra mažiausias, tik 1,3 proc. Toliau 12 val. perdeginant mėginį 1620 laipsnių temperatūroje, putplasčio metodu paruoštas mėginys turi mažiausią pakartotinio degimo linijinio susitraukimo greitį – 0,73 proc.; tuo tarpu ekstruzinio formavimo metodu paruoštas mėginys turi didžiausią pakartotinio degimo linijinio susitraukimo greitį, kuris siekia 1,56 proc.
Putų metodu paruošta mullitinė plyta pasižymi dideliu linijiniu susitraukimu po degimo ir mažo linijinio susitraukimo po pakartotinio degimo. Pagrindinė priežastis yra ta, kad jo struktūra yra tolygesnė, o porų dydžio pasiskirstymas yra dvipolis mikro-nano sambūvio pasiskirstymas, o sukepinimas yra labiau visiškai sukeltas. Kita vertus, mašininio presavimo būdu paruoštų mullito šilumą izoliuojančių ugniai atsparių plytų linijinis susitraukimo greitis ir pakartotinio degimo linijinis susitraukimo greitis yra mažesnis nei paruoštų ekstruzijos būdu. Taip yra daugiausia dėl skirtingų jėgos krypčių formavimo procese. Sukeltas. Mašininio presavimo metodu paruoštas mėginys degimo proceso metu tam tikru mastu išsipučia.
2.2 Liejimo metodo įtaka stiprumui
Putplasčio metodu paruoštos mulito plytos turi gerą gniuždymo ir lenkimo stiprumą. Stipris gniuždant siekia 5,6 MPa, o stipris lenkiant siekia 3,2 MPa; o mašininio presavimo metodu paruošti pavyzdžiai pasižymi stipriu gniuždymu ir lenkimo stipriu. Abu yra labai žemi, tik 1/4 pirmųjų. Pagrindinė pastarojo mažesnio stiprumo priežastis yra porų formuotojo „elastinio poveikio“ efektas presavimo proceso metu, dėl kurio gaminyje atsiranda vidinių įtrūkimų.
2.3 Formavimo būdo įtaka minkštėjimo temperatūrai veikiant apkrovai
Putų metodu paruoštos mulito plytos apkrovos minkštėjimo temperatūra yra 100 laipsnių aukštesnė nei mašininio presavimo arba ekstruzijos metodo, o mullito plytų, paruoštų mašininio presavimo metodu ir ekstruzijos metodu, apkrovos minkštėjimo temperatūra yra beveik lygi. tas pats. Izoliacinės medžiagos apkrovos minkštėjimo temperatūra yra susijusi ne tik su medžiagos chemine ir fazine sudėtimi, bet ir neatsiejama nuo jos porinės struktūros. Putų metodu paruoštoje mulito plytoje ant jos tolygiai pasiskirsto apvalios poros, kurios gali efektyviai išsklaidyti įtempių koncentraciją ir pagerinti gebėjimą atsispirti išorinėms jėgoms be deformacijos. Tuo pačiu metu jo mikro-nano lygio kombinuota porų struktūra gali efektyviai išsklaidyti šilumą. Dėl streso jis turi geresnį tūrio stabilumą esant aukštai temperatūrai.
2.4 Liejimo metodo įtaka šilumos laidumui
Esant tokiam pačiam tūriniam tankiui, putplasčio metodu paruoštų mulitinių plytų šilumos laidumas yra mažesnis nei mašininio presavimo ar ekstruzijos būdu. Šilumos laidumas yra glaudžiai susijęs su gaminio poringumu, o poringumas didėja. Padidėja dujų ir kietos fazės sąsaja, padidėja kietosios fazės šilumos laidumo fonono sklaida, todėl sumažėja ugniai atsparios medžiagos šilumos laidumas. Tuo pačiu metu šilumos laidumas taip pat glaudžiai susijęs su porų skersmeniu. Aukštos temperatūros sąlygomis dujų molekulių judėjimas suaktyvėja. Vidutinis laisvas kelias sumažėja dėl padidėjusios susidūrimo tikimybės. Kai vidutinis laisvas dujų molekulės judėjimo kelias yra arčiau arba net didesnis už mikroporų dydį šiame diapazone, susilpnėja konvekcinis šilumos perdavimas porose ir sumažėja medžiagos šilumos laidumas. . Putų metodu paruoštų mulitinių plytų poros yra mikro-nano poros, labai sumažėja konvekcinis šilumos perdavimas, žymiai pagerėja šilumos izoliacijos efektas.
Apibendrinant
Palyginus mullito lengvųjų izoliacinių plytų, paruoštų trimis skirtingais liejimo būdais, charakteristikas. Matome, kad putplasčio metodas turi gerą šilumos izoliacijos efektą, aukštą apkrovos minkštėjimo temperatūrą, gerą stiprumą ir mažą pakartotinio degimo linijinio pokyčio greitį, todėl jis turi akivaizdžių pranašumų.
