Rūpniecisko krāšņu enerģijas taupīšana vienmēr ir bijusi galvenā problēma, kas steidzami jāatrisina lielajiem enerģijas patērētājiem, piemēram, metalurģijas, mašīnbūves un ķīmiskās rūpniecības uzņēmumiem. Viens no efektīvajiem risinājumiem ir vieglu siltumizolācijas materiālu ar zemu tilpuma blīvumu un zemu siltumvadītspēju izmantošana krāsns apšuvumā. Zemās siltumvadītspējas, zemās siltumietilpības, augstas temperatūras izturības, labas termiskā triecienizturības, augstas izmēru precizitātes un vienmērīgas struktūras dēļ mullīta siltumizolācijas ugunsizturīgie ķieģeļi ir piemēroti dažādām jomām, piemēram, metalurģijai, naftas ķīmijai, celtniecības materiāliem, keramikai, un mašīnas. Šāda veida rūpnieciskās krāsns karstās virsmas oderējums un pamatne, jo tā var būt tiešā saskarē ar liesmu, ir ārkārtīgi lielisks siltumizolācijas ugunsizturīgs materiāls.
Mullīta siltumizolējošie ugunsizturīgie ķieģeļi nodrošina viegla svara un siltumizolācijas efektu, materiāla iekšpusē izveidojot caurumus. Tāpēc sagatavošanas princips ir poru ievadīšana materiālā, galvenokārt ieskaitot izdegšanas metodi, putu metodi un ķīmisko metodi. Izplatītas metodes, piemēram, reakcijas metode, porainu materiālu metode, gēla injekcijas formēšanas metode, liofilizēšanas metode un in situ sadalīšanās metode. Starp tiem izdegšanas metodi var iedalīt ekstrūzijas metodē un mašīnu presēšanas metodē dažādu formēšanas metožu dēļ. Dažādi sagatavošanas procesi būtiski ietekmē mullīta ķieģeļu darbību. Lai izpētītu dažādu procesu ietekmi uz mullīta ķieģeļiem, tika veikti eksperimenti, lai sagatavotu mullīta ķieģeļus ar trim metodēm: mašīnu presēšanas metodi, ekstrūzijas metodi un putu metodi. Un salīdzināja tā veiktspēju.
Eksperimentējiet
1.1. Izejvielas
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 ir 0.043-0,2 mm), kianīts un silimanīts. Eksperimentā izmantotais putotājs bija nātrija dodecilsulfonāts. Izdegšanai izmantotie materiāli bija zāģu skaidas un polipropilēna bumbiņas. Saistviela ir polivinilspirts (PVA).
1.2 Sagatavošana
Putu metode: Eksperimentālās izejvielas tiek iepriekš sajauktas 4 stundas saskaņā ar tabulā norādīto attiecību. Pievienojiet 30–35 masas procentus ūdens, lai pulveri sajauktu viendabīgā un stabilā putrā; tad pievieno ūdeni putotājai un maisa lielā ātrumā, lai iegūtu stabilas putas: visbeidzot vienmērīgi samaisiet vircu un putas. Ievietojiet to 40 mm x 40 mm x 160 mm veidnē. Un nedaudz sakratiet. Pēc lielo burbuļu noņemšanas novietojiet to istabas temperatūrā, lai tā dabiski žūst 8-12 stundas. Izņem no formas un cep 1100 grādos 24 stundas. Pēc apdedzināšanas ar 1550 procentiem un turēšanas siltu 3 stundas tiek iegūts mullīta siltumizolācijas ugunsizturīgs ķieģelis.
Presēšanas metode: Eksperimentālās izejvielas tika iepriekš sajauktas saskaņā ar 1. tabulā norādīto attiecību 2# 4 stundas, pēc tam polivinilspirts tika atšķaidīts un pēc tam pievienots vienmērīgi sajauktam pulverim. Maisīja 10-15 minūtes un izspiež 114 mm × 65 mm × 230 mm sagatavē ar spiedienu 5 MPa. Ķieģeļus cep 110 grādos 24 stundas. Tos apdedzina 1550 grādu temperatūrā un tur 3 stundas, lai iegūtu mullīta siltumizolējošus ugunsizturīgos ķieģeļus.
Ekstrūzijas metode: Eksperimentālās izejvielas tika iepriekš sajauktas saskaņā ar 1. tabulā norādīto 3# proporciju 4 stundas, pievienojot 10-15masas procentus ūdens un pēc tam vienmērīgi maisot. Pēc procesa procedūrām, piemēram, materiālu slazdošanas un dubļu attīrīšanas, 114 mm × tika sagatavots ar ekstrūzijas palīdzību. 65mm × 230mm ķieģeļus cepa 1100C 24h, tad apdedzina 1550grādos un turēja 3h,lai iegūtu mullīta ķieģeļus.
1.3. Raksturojums
Pieņemot, ka ar trim formēšanas metodēm sagatavoto paraugu tilpuma blīvums ir 1.0-1.1g/cm3, katras paraugu grupas veiktspēja tiek pārbaudīta vairākas reizes un tiek ņemta vidējā vērtība.
(1) Parauga lineāro izmaiņu ātrumu pēc sadedzināšanas nosaka saskaņā ar valsts standartu GB/T5998-2007:
(2) Pārdedzināšanas līnijas maiņas ātrumu nosaka saskaņā ar valsts standartu (GB/T3997.1-1998);
(3) parauga spiedes stiprību nosaka saskaņā ar valsts standartu (GB/T3997.2-1998);
(4) Parauga siltumvadītspēja atbilst metalurģijas nozares standartam (YB/T4130-2005). Mērīšanai izmantojiet plakanu siltumvadītspējas mērītāju (PBD-12-4Y);
(5) Augstas temperatūras slodzes mīkstināšanas temperatūru paraugam nosaka saskaņā ar valsts standartu (GB/T5989-1998). To mēra ar diferenciālās palielināšanas metodi.
rezultāti un diskusija
2.1. Formēšanas metodes ietekme uz līnijas izmaiņām
Pēc mullīta ķieģeļu parauga apdedzināšanas 1550 grādos 3 stundas, ar putu metodi sagatavotā parauga lineārās saraušanās ātrums bija vislielākais. Tas sasniedz 2,4 procentus; ar ekstrūzijas metodi sagatavotā parauga lineārās saraušanās ātrums ir mazākais, tikai 1,3 procenti . Turpinot atkārtoti sadedzināt paraugu 1620 grādu temperatūrā 12 stundas, paraugam, kas sagatavots ar putu metodi, ir mazākais pārdedzināšanas lineārās saraušanās koeficients 0,73 procenti; savukārt paraugam, kas sagatavots ar ekstrūzijas formēšanas metodi, ir lielākais pārdegšanas lineārās saraušanās ātrums, sasniedzot 1,56 procentus.
Mullīta ķieģelim, kas sagatavots ar putu metodi, ir liela lineārā saraušanās pēc apdedzināšanas un zema lineārā saraušanās pēc atkārtotas apdedzināšanas. Galvenais iemesls ir tas, ka tā struktūra ir vienmērīgāka, un poru lieluma sadalījums rada bipolāru mikro-nano līdzāspastāvēšanas sadalījumu, un saķepināšana ir vairāk izraisīta. Savukārt ar mašīnu presēšanas metodi sagatavoto mullīta siltumizolācijas ugunsizturīgo ķieģeļu lineārās saraušanās ātrums un atkārtoti apdedzinātā lineārā saraušanās ātrums ir mazāks nekā ar ekstrūzijas metodi sagatavotajiem. Tas galvenokārt ir saistīts ar dažādiem spēka virzieniem formēšanas procesā. Ko izraisa. Ar mašīnu presēšanas metodi sagatavotais paraugs apdedzināšanas procesā zināmā mērā uzbriest.
2.2. Formēšanas metodes ietekme uz stiprību
Ar putu metodi sagatavotajiem mullīta ķieģeļiem ir laba spiedes izturība un lieces izturība. Spiedes izturība sasniedz 5,6 MPa un lieces izturība sasniedz 3,2 MPa; savukārt ar mašīnu presēšanas metodi sagatavotajiem paraugiem ir spiedes stiprība un lieces izturība. Abi ir ļoti zemi, tikai 1/4 no iepriekšējās. Galvenais iemesls pēdējai mazākai stiprībai ir poru veidotāja "elastīgā pēcefekta" efekts presformēšanas procesā, kas noved pie iekšējās plaisas produktā.
2.3. Formēšanas metodes ietekme uz mīkstināšanas temperatūru zem slodzes
Ar putu metodi sagatavotā mullīta ķieģeļa slodzes mīkstināšanas temperatūra ir par 100 grādiem augstāka nekā mašīnas presēšanas metodei vai ekstrūzijas metodei, savukārt mullīta ķieģeļa, kas sagatavots ar mašīnu presēšanas metodi un ekstrūzijas metodi, slodzes mīkstināšanas temperatūra ir gandrīz tas pats. Izolācijas materiāla slodzes mīkstināšanas temperatūra ir ne tikai saistīta ar materiāla ķīmisko un fāzes sastāvu, bet arī neatdalāma no tā poru struktūras. Ar putu metodi sagatavotajā mullīta ķieģelī uz tā ir vienmērīgi sadalītas apaļas poras, kas var efektīvi izkliedēt sprieguma koncentrāciju un uzlabot spēju pretoties ārējiem spēkiem bez deformācijas. Tajā pašā laikā tā mikro-nano līmeņa kombinētā poru struktūra var efektīvi izkliedēt siltumu. Stress nodrošina labāku tilpuma stabilitāti augstas temperatūras apstākļos.
2.4. Formēšanas metodes ietekme uz siltumvadītspēju
Tāda paša tilpuma blīvuma gadījumā ar putu metodi sagatavoto mullīta ķieģeļu siltumvadītspēja ir mazāka nekā mašīnas presēšanas metodei vai ekstrūzijas metodei. Siltumvadītspēja ir cieši saistīta ar izstrādājuma porainību, un porainība palielinās. Gāzes un cietās fāzes saskarne ir palielināta, un cietās fāzes siltuma vadītspējas fonona izkliede tiek palielināta, tādējādi samazinot ugunsizturīgā materiāla siltumvadītspēju. Tajā pašā laikā siltumvadītspēja ir arī cieši saistīta ar poru diametru. Augstas temperatūras apstākļos gāzes molekulu kustība tiek pastiprināta. Vidējais brīvais ceļš ir samazināts, jo palielinās sadursmes iespējamība. Kad gāzes molekulu kustības vidējais brīvais ceļš ir tuvāks vai pat lielāks par mikroporu izmēriem šajā diapazonā, konvektīvā siltuma pārnese porās vājinās un materiāla siltumvadītspēja samazinās. . Ar putu metodi sagatavoto mullīta ķieģeļu poras ir mikro-nano poras, ievērojami samazinās konvektīvā siltuma pārnese un ievērojami uzlabojas siltumizolācijas efekts.
noslēgumā
Salīdzinot ar trīs dažādām liešanas metodēm sagatavoto mullīta vieglo izolācijas ķieģeļu veiktspēju. Mēs redzam, ka putu metodei ir labas siltumizolācijas efekta priekšrocības, augsta slodzes mīkstināšanas temperatūra, laba izturība un zems atkārtotas sadegšanas lineāro izmaiņu ātrums, tāpēc tai ir acīmredzamas priekšrocības.
