Навигация

   




 

Свойства легкого огнеупорного цемента содержащего химически приготовленную гидроокись шпинели

THE PROPERTIES OF A LOW CEMENT CASTABLE CONTAINING CHEMICALLY PREPARED HYDROUS SPINEL / Ceramics - Silikaty 49 (2) 97-103 (2005)
Источник: http://www.abc.chemistry.bsu.by/current/c.htm

ВВЕДЕНИЕ

      В течение последнего года значительное развитие было достигнуто в области изготовления и практического использования монолитной огнеупорной керамики, особенно таких огнеупоров как легкий цемент . Огнеупоры на шпинельной связке используются для футеровки стальных ковшей вместо высокоглиноземистых кирпичей.
      Ранее уже сообщалось о новой разновидности огнеупоров на основе глинозема шпинели, изготовленных гидратированием геля алюмината магния.
      Вместо мелкопористой оксиси магния (используемой традиционно), эти гели на основе зольных гелей и гелей полученных методом совместного осаждения.
      Целью данного исследования является синтез огнеупоров глинозема шпинели, приготовленных при помощи гидратированного геля шпинели, изготовленного по быстрой технологии совместного осаждения. Полученный гель был охарактеризован и затем добавлена к партии легкого огенупорного цемента в различных концентрациях. Было исследовано как изменяются свойства огнеупора при изменении температуры, для того чтобы выяснить cвойства полученного огнеупора и влияние температур были изучены, чтобы проанализировать возможность получения из него кристаллической огнеупорной шпинели. Была изучена микроструктура геля, чтобы объяснить его поведение при высоких температурах.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

      Гидратированый гель шпинели был получен посредством нового метода совместного осаждения, проводившегося при температуре ниже 10°C в диапазоне pH фактора 9.0 - 9.5 с очень быстрой скоростью осаждения. Для геля были проведены следующие тесты: дифференциальный тепловой анализ, термогравиметрический анализ и тест, определяющий распределение размеров частиц. Состав геля по стехиометрическому соотношению был очень близок к 1:1 с содержанием твердой фазы приблизительно 3.3 % веса. Количество геля в 100 % веса огнеупорного материала было постепенно увеличено от 0.5 до 4.0 % веса. Порция материала с необходимым количеством дефлокулянта, воды и геля была аккуратно вручную, чтобы избежать излишней вибрации, залита в кубические формы. После запланированных стадий затвердевания цемента и сушки в сырой атмосфере, сухом воздухе и духовке образцы были обожжены при температуре 110, 900, 1200 и 1500^oC с последующей пропиткой в течении двух часов. Полученной огнеупорной шпинели были присвоены обозначения AS, BS, CS и DS, где буквы A, B, C, D обозначали 0.5, 1.0, 2.0 и 4.0 % веса гидратированного геля соответственно.
      Свойства такого вида огнеупора сравнивались относительно увеличения концентрации геля и температуры обжига. Открытая пористость, насыпная плотность и механическая прочность огнеупора были определены стандартными методами. Некоторые из отобранных образцы были подвергнуты исследование под электронным микроскопом чтобы идентифицировать состав кристаллической решетки в отобранной части огнеупора.
Свойства гидратированного геля алюмината магния.
      Совместноосажденный гель имеет средний размер частицы 19 микронов с высокой площадью поверхности. Размером частицы можно управлять увеличивая мелкодисперсную область с чрезвычайно высокой площадью поверхности, если бы можно было предотвратить нежелательное скопление частиц в течение быстрого осаждения. DTA и TG диаграммы подтверждают образование большого количества вторичных фаз и выделение чрезмерного количества летучих веществ при температуре ниже 1000^oС.
      Помимо удаления адсорбируемой воды, возникают большие потери веса в температурных интервалах 150-300^oC и 400-530^oC из-за структурного разрушения водного геля. ИК диаграмма при 110^oC свидетельствует о формировании двойной гидроокиси (618 cм^-1), но пики в 1150 и 3280 см^-1 показывают, что развитие связи Al-OH может произойти из-за неконтролируемого образования бемита и гибсита.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

      По данной работе можно сделать заключение, что огнеупоры основанные на высокоглиноземистой шпинели могут быть легко заменены шпинельным гелем синтезированным методом совместного осаждения. Этот агломерированный водный гель необходимо модифицировать посредством минимизации нежелательных вторичных фазы и надлежащей оптимизацией параметров протекания химического процесса. Физические свойства соответствующего огнеупора являются лучшими, когда концентрация массы геля - 2.0 % веса. Если содержание микрокварца в изначальной партии сохранено на минимальном уровне, то можно избежать влияния вредных низкоплавких фаз в матрице.