La tecnología de carbonización por pirólisis es un método de tratamiento que utiliza altas temperaturas para pirolizar componentes orgánicos en condiciones anaeróbicas y finalmente formar compuestos sólidos de carbono. En el proceso de pirólisis y carbonización, se producirá una gran cantidad de gases ácidos fuertes como óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre, óxidos de carbono, cloruro de hidrógeno y fluoruro de hidrógeno. Además de la acción del vapor de agua a alta temperatura, los gases de combustión generados erosionarán gravemente el revestimiento del horno de carbonización. Los moldes de revestimiento para hornos de carbonización deben tener buena resistencia a la corrosión ácida a alta temperatura, resistencia adecuada, baja conductividad térmica y excelente resistencia al choque térmico. Para tener en cuenta las propiedades integrales de los moldeables del revestimiento, como la resistencia, la resistencia a la corrosión y la conductividad térmica, se utilizan mullita y corindón marrón como las principales materias primas en la investigación, y se introducen algunas esferas huecas de carburo de silicio y alúmina en el mismo tiempo para preparar una especie de material de revestimiento del horno de carbonización con baja conductividad térmica y fuerte resistencia a la corrosión ácida. Para mejorar aún más la fuerza y la resistencia a los ácidos del moldeable, de acuerdo con las condiciones de uso y los requisitos de rendimiento del revestimiento del horno de carbonización, en este trabajo, la cantidad adicional (w) de esferas huecas de alúmina de 1~0 .2 mm es 15 por ciento y Menor o igual a 0.074 mm. Con base en la adición de polvo de carburo de silicio (w) al 8 por ciento, se estudiaron los efectos del polvo de silicio y el negro de humo en las propiedades de los moldeables resistentes a los ácidos para hornos de carbonización.
prueba
1.1 Materias primas
Las principales materias primas utilizadas en la prueba son: mullita fundida, densidad 2,71 g·cm-3, tamaño de partícula 8~5, 5~3, 3~1, menor o igual a 1, menor o igual a {{10}}.074 mm; densidad del corindón marrón 3,90g·cm- 3, tamaño de partícula inferior o igual a 1, inferior o igual a 0,08 mm; carburo de silicio, tamaño de partícula inferior o igual a 0,074 mm; esfera hueca de alúmina, tamaño de partícula 1~0,2 mm; Micropolvo de sílice, cemento de aluminato de calcio puro, humo de sílice (menor o igual a 0,074 mm), polvo de negro de humo. Las mezclas incluyen agente reductor de agua de polifosfato y agente a prueba de explosiones de fibra orgánica.
1.2 Proceso de prueba y pruebas de rendimiento
Mezcle todo tipo de materias primas de manera uniforme en proporción, agregue agua, revuelva y vibre para formar muestras de 40 mm × 40 mm × 160 mm y φ180 mm × 30 mm. Después de curar a temperatura ambiente durante 24 horas, los moldes se desmoldan. Después de la conservación del calor a 1100 grados durante 3 horas y 1350 grados durante 3 horas, la densidad aparente (YB/T5200—1993), la resistencia a la compresión (GB/T5072—2008), la resistencia a la flexión (GB/T3001—2007) y los cambios lineales de la Se analizaron muestras de prueba. tarifa (GB/T5988-2007). De acuerdo con HG/T3210-2002, se analizó la resistencia a los ácidos de las muestras con una solución de ácido nítrico con una concentración de masa del 50 por ciento.
Resultados y discusión
2.1 Influencia de la cantidad de polvo de silicio añadido en las propiedades de los hormigones resistentes a los ácidos para hornos de carbonización
Después de tratar las muestras a diferentes temperaturas, con el aumento de la cantidad de polvo de silicio añadido, la tendencia de cambio de la densidad aparente no fue constante. La densidad aparente de las muestras tratadas a 110 grados disminuyó básicamente con el aumento de la cantidad de polvo de silicio añadido. La densidad aparente de las muestras tratadas a 1100 grados disminuyó ligeramente con el aumento de la cantidad de polvo de silicio añadido. La densidad aparente de las muestras es significativamente mayor que después del tratamiento a 1100 grados.
En el plan de prueba, se utilizó la misma cantidad de polvo de silicio en lugar de polvo de carburo de silicio. La densidad del carburo de silicio es mayor que la del silicio. Bajo el mismo tamaño de partícula, la diferencia en la densidad de las dos materias primas provocó la diferencia en la densidad aparente de la muestra a 110 grados. Con el aumento de la cantidad de polvo de silicio añadido, disminuyó la densidad aparente de la muestra. Bajo la condición de tratamiento de 1100 grados, la densidad aparente de la muestra disminuye ligeramente con el aumento de la cantidad de humo de sílice agregado, porque el humo de sílice se oxida parcialmente para formar sílice y reacciona con cemento, humo de sílice y otros componentes para formar una fase líquida de bajo punto de fusión. , la atmósfera reductora con carbono enterrado bajo las condiciones de prueba impidió el proceso de oxidación. La disminución de la densidad aparente en relación con el tratamiento de 110 grados se debió principalmente a la volatilización del agua ligada. Después del tratamiento térmico a 1350 grados, el aumento de la densidad aparente de la muestra en comparación con 1100 grados se debe principalmente a la reacción de sinterización. El silicio no se funde a 1350 grados C. Por un lado, su propia oxidación puede evitar la oxidación del carburo de silicio y puede reaccionar con el negro de carbón para formar carburo de silicio; por otro lado, el aumento de temperatura provoca el proceso de formación de reacción del eutéctico. Es más fácil de realizar y puede promover la densificación de la muestra.
En términos de la tasa de cambio en línea, se puede ver en la Figura 2 que bajo la condición de 1100 grados, la tasa de cambio lineal de las muestras con diferentes cantidades de polvo de silicio no es muy diferente, y todas muestran una tendencia a la baja, lo que indica que el grado de reacción del polvo de silicio es relativamente pequeño, y en 1350 Bajo la condición de grado, está más cerca del punto de fusión del silicio. En este proceso, el polvo de silicio sufre una reacción y sinterización obvias, lo que hace que aumente la densidad aparente de la muestra, que la porosidad aparente disminuya gradualmente y que aumente la tasa de contracción lineal, y este efecto supera al de la cianita de molibdeno. Expansión a partir de reacciones petroquímicas.
La fuerza de las muestras tratadas a 110 grados a temperatura ambiente tiene poca diferencia. La resistencia a esta temperatura se debe principalmente a la combinación del hidrato de la fase mineral en el cemento de aluminato de calcio con la fase del sistema. El contenido de cemento es el mismo, por lo que la diferencia de fuerza no es grande. Después del tratamiento térmico a 1100 grados, la resistencia a la flexión y la resistencia a la compresión de las muestras mostraron una tendencia a aumentar lentamente con el aumento de la cantidad de polvo de silicio agregado, lo que indica que el polvo de silicio ha desempeñado un papel en la mejora de la resistencia a esta temperatura. Después del tratamiento térmico a 1350 grados, la resistencia de la muestra cambió obviamente con el aumento de la cantidad de polvo de silicio añadido. Especialmente cuando la cantidad de polvo de silicio agregado supera el 2,5 por ciento (w), aunque la resistencia a la flexión de la muestra aumenta, la resistencia a la compresión disminuye en comparación con la que se obtiene después del tratamiento térmico a 1100 grados. El análisis muestra que bajo la condición de temperatura de 1350 grados, se ha formado un cierto contenido de componentes de la fase líquida en la muestra, lo que resulta en una disminución de la tenacidad del moldeable a temperatura ambiente y un aumento en la fragilidad, especialmente por las irregularidades internas. estructura del castable, la fuerza se ve afectada por varios defectos. , las grietas y otros factores se vuelven muy sensibles, lo que da como resultado tendencias inconsistentes en la resistencia a la flexión y la resistencia a la compresión. Teniendo en cuenta la influencia del polvo de silicio en la resistencia a la flexión y la resistencia a la compresión, la cantidad adecuada de polvo de silicio añadido es de aproximadamente el 2,5 por ciento (en peso).
en conclusión
(1) El polvo de silicio tiene poco efecto sobre la resistencia de las muestras moldeables resistentes a los ácidos a 110 grados. A 1100 grados, el polvo de silicio comienza a sufrir una reacción de oxidación, y a 1350 grados, el polvo de silicio sufre una reacción y sinterización evidentes, lo que hace que aumente la densidad aparente de la muestra. , la tasa de contracción lineal aumenta, y este efecto supera el efecto de expansión producido por la reacción de mulliteización de cianita. Bajo las condiciones de prueba, la cantidad adecuada de polvo de silicio añadido es de aproximadamente 2,5 por ciento (p).
(2) A la temperatura de 110 y 1100 grados, la fuerza del negro de carbón se reduce debido al aumento en la cantidad de agua añadida al molde resistente al ácido. A 1350 grados, la reacción entre el negro de humo y el polvo de silicio puede mejorar la resistencia. efecto. La adición de negro de carbón es beneficiosa para mejorar la resistencia a los ácidos del molde, pero la adición de un exceso de negro de carbón aumentará la porosidad del molde. De acuerdo con los resultados de la prueba, cuando la cantidad de negro de humo añadida es del 1,5 por ciento (en peso), el molde resistente a los ácidos tiene una fuerza y una resistencia a los ácidos adecuadas.
