Температура обжига муллитовых огнеупорных кирпичей
температура обжига ОГНЕУПОРНЫх МУЛЛИТОВЫх кирпичей варьируется в зависимости от процесса производства и используемого сырья. Вот некоторые распространенные варианты:
- Спеченные муллитовые огнеупорные кирпичи обычно обжигаются при температуре от 1500℃ до 1700℃. Если сырье имеет высокую чистоту и мелкий размер частиц, или если добавляются спекающие добавки (такие как TiO₂, Y₂O₃ и др.), температуру обжига можно соответствующим образом снизить до 1500℃-1600℃. Для повышения плотности и развития зернистости температуру может потребоваться увеличить до 1650℃-1700℃.
- Электроминированные муллитовые огнеупорные кирпичи обжигаются при температурах, как правило, от 1700℃ до 1850℃ или даже выше. Это необходимо для обеспечения достаточного развития кристаллов муллита, что приводит к улучшению высокотемпературных характеристик и устойчивости к эрозии.
Следует отметить, что конкретная температура обжига должна корректироваться с учетом таких факторов, как соотношение сырья, толщина кирпича и требования к его характеристикам. В реальном производстве оптимальная температура должна определяться экспериментальным путем.
Основные характеристики муллита
Что такое муллит? Муллит — это огнеупорный материал, основным компонентом которого является кристаллическая фаза 3Al₂O₃·2SiO₂. Муллит делится на две категории: природный и синтетический. Природный муллит встречается редко; обычно его синтезируют искусственно. Химический состав муллита: 71,8% Al₂O₃ и 28,2% SiO₂. Его минеральная структура орторомбическая, кристаллы расположены в виде длинных столбчатых, игольчатых или цепочечных структур. Игольчатый муллит переплетается, образуя прочный каркас в готовых изделиях. Муллит делится на три типа: α-муллит, эквивалентный чистому 3Al₂O₃·2SiO₂, сокращенно 3:2 тип; β-муллит, содержащий избыток оксида алюминия в твердом растворе, что приводит к слегка расширенной кристаллической решетке, обозначается как тип 2:1; и γ-муллит, содержащий небольшое количество оксида титана и оксида железа в твердом растворе.
Муллит химически стабилен и нерастворим в плавиковой кислоте. Плотность муллита составляет 3,03 г/см³, твердость по шкале Мооса — 6-7, температура плавления — 1870℃, теплопроводность (1000℃) — 13,8 Вт/(м·К), коэффициент линейного расширения (20-1000℃) — 5,3 × 10⁻⁶/℃, а модуль упругости — 1,47 × 10¹º Па. Благодаря превосходным высокотемпературным механическим и термическим свойствам, синтетический муллит и продукты его переработки обладают такими преимуществами, как высокая плотность и чистота, высокая высокотемпературная структурная прочность, низкая скорость высокотемпературной ползучести, низкий коэффициент теплового расширения, высокая устойчивость к химической коррозии и термостойкость. Ключевыми показателями для оценки качества муллита являются его фазовый состав и плотность.
Муллит, как высокотемпературный материал, обладает такими характеристиками, как высокая температура размягчения под нагрузкой, хорошая стойкость к ползучести и химической коррозии, низкий коэффициент теплового расширения и хорошая термическая стабильность. Без добавок муллит склонен к образованию стекловидной фазы на границах зерен, что влияет на высокотемпературные характеристики материала. При сочетании с корундом для образования многофазного корундово-муллитового материала образование стекловидной фазы уменьшается, что значительно улучшает механические свойства. Многофазные корундово-муллитовые материалы сочетают в себе преимущества обоих однофазных материалов, демонстрируя превосходную высокотемпературную прочность, стойкость к ползучести, термостойкость и высокую рабочую температуру (1650℃). Они также обладают хорошей химической стабильностью и не вступают в реакцию с подложкой. Они особенно подходят для обжига мягких магнитных (ферритовых) материалов и электронной изоляционной керамики.
Влияние микропорошков на свойства корундово-муллитовых огнеупорных материалов
В настоящее время корундово-муллитовая печная фурнитура широко используется в высокотемпературных печах с толкателями. По сравнению с зарубежной продукцией, отечественные толкатели имеют меньший срок службы и худшую стабильность, а их износостойкость и прочность на изгиб не идеальны в процессе эксплуатации. Они склонны к износу и разрушению во время использования, особенно в отношении термостойкости и сопротивления ползучести, что является основной причиной низкой эффективности толкателей. Структура определяет свойства. Поскольку частицы корунда, муллита и мелкодисперсные порошки не участвуют в реакции при обжиге, свойства и структура корундово-муллитовых материалов в основном определяются содержанием микропорошков диоксида кремния и α-Al2O3, а также температурой обжига. Поэтому изучение влияния микропорошков и температуры обжига на высокотемпературные свойства корундово-муллитовых материалов имеет практическое значение.
- (1) Микропорошок SiO2, микропорошок α-Al2O3 и температура обжига оказывают определенное влияние на структуру и свойства. Микропорошок α-Al2O3 оказывает наибольшее влияние на прочность при изгибе при высоких температурах. Далее следуют микропорошок SiO2 и температура обжига, причем температура обжига оказывает наибольшее влияние на термостойкость и сопротивление ползучести. Затем идут микропорошок α-Al₂O₃ и микропорошок диоксида кремния. Оптимальные условия испытаний: w(микропорошок α-Al₂O₃) = 11%, w(микропорошок SiO₂) = 3%, и температура обжига 1650℃. При этих условиях свойства образцов были следующими: объемная плотность 2,96 г/см³, пористость 18,5%, процент потери прочности при изгибе 30%, и процент ползучести 0,99%.
- (2) Микропорошок α-Al₂O₃, микропорошок SiO₂ и температура обжига оказывают существенное влияние на состояние связи между частицами и матрицей, а также на муллит, поры и остаточный α-Al₂O₃ в матрице. Они также влияют на коэффициент теплового расширения, модуль упругости и теплопроводность, в конечном итоге влияя на термостойкость материала.
- (3) Разрушение корундово-муллитовых материалов при комнатной температуре контролируется процессом распространения трещин, тогда как при высоких температурах оно контролируется механизмом ползучести.
