Teknologi karbonisasi pirolisis adalah metode pengolahan yang menggunakan suhu tinggi untuk mempirolisis komponen organik dalam kondisi anaerobik dan akhirnya membentuk senyawa karbon padat. Dalam proses pirolisis dan karbonisasi, sejumlah besar gas asam kuat seperti nitrogen oksida, oksida belerang, oksida karbon, hidrogen klorida, dan hidrogen fluorida akan diproduksi. Selain aksi uap air bersuhu tinggi, gas buang yang dihasilkan akan mengikis lapisan tungku karbonisasi secara serius. Castable pelapis untuk tungku karbonisasi harus memiliki ketahanan korosi asam suhu tinggi yang baik, kekuatan yang sesuai, konduktivitas termal yang rendah, dan ketahanan kejut termal yang sangat baik. Untuk mempertimbangkan sifat-sifat komprehensif dari castable pelapis seperti kekuatan, ketahanan korosi dan konduktivitas termal, mullit dan korundum coklat digunakan sebagai bahan baku utama dalam penelitian, dan beberapa bola berongga silikon karbida dan alumina diperkenalkan di waktu yang sama untuk menyiapkan sejenis bahan pelapis tungku Karbonisasi dengan konduktivitas termal rendah dan ketahanan korosi asam yang kuat. Untuk lebih meningkatkan kekuatan dan ketahanan asam dari castable, sesuai dengan kondisi penggunaan dan persyaratan kinerja lapisan tungku karbonisasi, dalam pekerjaan ini, penambahan jumlah (w) bola berongga alumina sebesar 1~0 .2mm adalah 15 persen dan Kurang dari atau sama dengan 0.074mm. Berdasarkan penambahan bubuk silikon karbida (w) sebesar 8 persen , efek bubuk silikon dan karbon hitam pada sifat castable tahan asam untuk tungku karbonisasi dipelajari.
tes
1.1 Bahan baku
Bahan baku utama yang digunakan dalam pengujian adalah: mulit leburan, densitas 2,71g·cm-3, ukuran partikel 8~5, 5~3, 3~1, Kurang dari atau sama dengan 1, Kurang dari atau sama dengan {{10}}.074mm; kepadatan korundum coklat 3,90g·cm- 3, ukuran partikel Kurang dari atau sama dengan 1, Kurang dari atau sama dengan 0.08mm; silikon karbida, ukuran partikel Kurang dari atau sama dengan 0,074mm; bola berongga alumina, ukuran partikel 1 ~ 0,2mm; Serbuk mikro silika, semen kalsium aluminat murni, asap silika (Kurang dari atau sama dengan 0,074mm), bubuk karbon hitam. Pencampuran termasuk zat pereduksi air polifosfat dan zat tahan ledakan serat organik.
1.2 Proses pengujian dan pengujian kinerja
Campur semua jenis bahan baku secara merata, tambahkan air dan aduk, dan getar untuk membentuk sampel berukuran 40mm × 40mm × 160mm dan φ180mm × 30mm. Setelah menyembuhkan pada suhu kamar selama 24 jam, cetakan dilepaskan. Setelah pengawetan panas pada 1100 derajat selama 3 jam dan 1350 derajat selama 3 jam, densitas curah (YB/T5200—1993), kekuatan tekan (GB/T5072—2008), kekuatan lentur (GB/T3001—2007), dan perubahan linier dari sampel uji yang diuji. tarif (GB/T5988-2007). Menurut HG/T3210-2002, sampel diuji ketahanan asamnya dengan larutan asam nitrat dengan konsentrasi massa 50 persen .
hasil dan Diskusi
2.1 Pengaruh jumlah bubuk silikon yang ditambahkan pada sifat castable tahan asam untuk tungku karbonisasi
Setelah sampel diperlakukan pada suhu yang berbeda, dengan peningkatan jumlah bubuk silikon yang ditambahkan, kecenderungan perubahan kerapatan curah tidak konsisten. Kepadatan massal sampel yang diperlakukan pada 110 derajat pada dasarnya menurun dengan meningkatnya jumlah bubuk silikon yang ditambahkan. Kepadatan massal sampel yang diperlakukan pada 1100 derajat sedikit menurun dengan peningkatan jumlah bubuk silikon yang ditambahkan. Massa jenis sampel secara signifikan lebih tinggi daripada setelah perlakuan pada 1100 derajat.
Dalam rencana pengujian, jumlah bubuk silikon yang sama digunakan sebagai pengganti bubuk silikon karbida. Kepadatan silikon karbida lebih besar dari pada silikon. Di bawah ukuran partikel yang sama, perbedaan densitas dari dua bahan baku menyebabkan perbedaan densitas sampel pada 110 derajat. Dengan bertambahnya jumlah bubuk silikon yang ditambahkan, kerapatan curah sampel menurun. Di bawah kondisi perlakuan 1100 derajat, kerapatan curah sampel sedikit berkurang dengan bertambahnya jumlah asap silika yang ditambahkan, karena asap silika sebagian teroksidasi untuk membentuk silika, dan bereaksi dengan semen, asap silika dan komponen lainnya untuk membentuk fase cair dengan titik leleh rendah. , atmosfer pereduksi yang terkubur karbon di bawah kondisi pengujian mencegah proses oksidasi. Penurunan kerapatan curah relatif terhadap perlakuan 110 derajat terutama disebabkan oleh volatilisasi air terikat. Setelah perlakuan panas pada 1350 derajat, peningkatan kepadatan sampel dibandingkan dengan 1100 derajat terutama disebabkan oleh reaksi sintering. Silikon tidak meleleh pada 1350 derajat C. Di satu sisi, oksidasinya sendiri dapat mencegah oksidasi silikon karbida, dan dapat bereaksi dengan karbon hitam untuk membentuk silikon karbida; di sisi lain, kenaikan suhu menyebabkan proses pembentukan reaksi eutektik. Lebih mudah dilakukan dan dapat mendorong pemadatan sampel.
Dalam hal tingkat perubahan online, dapat dilihat dari Gambar 2 bahwa pada kondisi 1100 derajat, tingkat perubahan linier sampel dengan jumlah bubuk silikon yang berbeda tidak jauh berbeda, dan semuanya menunjukkan tren menyusut, menunjukkan bahwa tingkat reaksi bubuk silikon relatif kecil, dan pada 1350 derajat, lebih dekat ke titik leleh silikon. Dalam proses ini, bubuk silikon mengalami reaksi dan sintering yang jelas, yang menyebabkan kerapatan massal sampel meningkat, porositas yang tampak secara bertahap menurun, dan tingkat penyusutan linier meningkat, dan efek ini melebihi molibdenum kyanite. Ekspansi dari reaksi petrokimia.
Kekuatan sampel yang diperlakukan pada 110 derajat pada suhu kamar memiliki sedikit perbedaan. Kekuatan pada suhu ini terutama disebabkan oleh kombinasi hidrat fase mineral dalam semen kalsium aluminat ke fase sistem. Kandungan semennya sama, jadi perbedaan kekuatannya tidak besar. Setelah perlakuan panas pada 1100 derajat, kekuatan lentur dan kekuatan tekan sampel menunjukkan kecenderungan meningkat perlahan dengan peningkatan jumlah bubuk silikon yang ditambahkan, menunjukkan bahwa bubuk silikon berperan dalam meningkatkan kekuatan pada suhu ini. Setelah perlakuan panas pada 1350 derajat, kekuatan sampel berubah secara nyata dengan bertambahnya jumlah bubuk silikon yang ditambahkan. Terutama ketika jumlah bubuk silikon yang ditambahkan melebihi 2,5 persen (w), meskipun kekuatan lentur sampel meningkat, kekuatan tekan menurun dibandingkan setelah perlakuan panas pada 1100 derajat. Analisis menunjukkan bahwa pada kondisi suhu 1350 derajat , kandungan komponen fase cair tertentu telah terbentuk dalam sampel, mengakibatkan penurunan ketangguhan benda cor pada suhu kamar dan peningkatan kerapuhan, terutama untuk bagian dalam yang tidak rata. struktur castable, kekuatannya dipengaruhi oleh berbagai cacat. , retakan dan faktor lainnya menjadi sangat sensitif, menghasilkan tren kekuatan lentur dan kekuatan tekan yang tidak konsisten. Mempertimbangkan pengaruh bubuk silikon pada kekuatan lentur dan kekuatan tekan, jumlah bubuk silikon yang ditambahkan adalah sekitar 2,5 persen (w).
Kesimpulannya
(1) Serbuk silikon memiliki sedikit efek pada kekuatan sampel castable tahan asam pada 110 derajat. Pada 1100 derajat, bubuk silikon mulai mengalami reaksi oksidasi, dan pada 1350 derajat, bubuk silikon mengalami reaksi dan sintering yang jelas, menyebabkan kepadatan sampel meningkat. , laju penyusutan linier meningkat, dan efek ini melebihi efek ekspansi yang dihasilkan oleh reaksi mullitisasi kyanit. Di bawah kondisi pengujian, jumlah yang sesuai dari bubuk silikon yang ditambahkan adalah sekitar 2,5 persen (w).
(2) Pada suhu 110 dan 1100 derajat , kekuatan karbon hitam berkurang karena peningkatan jumlah air yang ditambahkan ke castable tahan asam. Pada 1350 derajat, reaksi antara bubuk karbon hitam dan silikon dapat meningkatkan kekuatan. memengaruhi. Penambahan karbon hitam bermanfaat untuk peningkatan ketahanan asam dari castable, namun penambahan karbon hitam berlebih akan meningkatkan porositas castable. Menurut hasil pengujian, bila jumlah penambahan karbon hitam adalah 1,5 persen (w), castable tahan asam memiliki kekuatan dan ketahanan asam yang sesuai.
