VLCL
VẬT LIỆU CHỊU LỬA Các vấn đề chính:
Thành phần nào là nhiều nhất trong sản phẩm Tìm hiểu về thành phần đó Nguyên liệu để sản xuất Kĩ thuật sản xuất Tính chất và ứng dụng, phạm vi ứng dụng Phương pháp để đánh giá
CHƢƠNG 1: VẬT LIỆU CHỊU LỬA DINAT Di nat là loại VLCL có ≥93%SiO2, sản xuất từ quặng của quắc và chất liên kết là vôi hoặc chất khác, nung ở nhiệt độ đảm bảo quắc biến đổi thành tridimit và cristobite 1. SiO2 1.1. Sự biến đổi thù hình của SiO2 và tính chất của chúng
a. Quartz Có hai dạng thù hình : αquartz và β quartz
VLCL β quartz : đây là dạng thù hình bền vững ở nhiệ độ thường, phổ biến trong thiên nhiên. Khi nung đến 573 nó chuyển thành αquartz và kèm theo giản nở. αquartz : tồn tại trong phạm vi 573-870. Ở 870, hạt α quartz có kích thước nào đó và phải có mặt chất khoàng hóa mạnh thì nó chuyển chậm dần thành α tridimite. Trong thực tế sản xuất gạch dinat đều dùng chất khoáng hóa và αquartz ở điều kiện nghiền mịn nó chuyển thành α tridimite qua pha trung gian metacristobalite ở 1200-1470, nhưng mạnh ở nhiệt độ trên 1300. Dạng tridimite là dạng ổn định nhất mà ta muốn có trong gạch dinat. Nếu không có phụ gia nóng chảy với vai trò chất khoáng hóa thì metacristobalite sẽ chuyển hóa thành α cristobalite. b. Tridimite Có 3 dạng thù hình tồn tại từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ cao là γ, β, α.
Khi nâng nhiệt độ lên quá 1470 thì α tridimite chuyển chậm sang α cristobalite. Nếu nung nhanh đến nhiệt độ trên 1670±10 thì tridimite chuyển thành thủy tinh nóng chảy
Qua hình vẽ ta thấy rằng tridimite là tinh thể bền vũng và ổn định nhất. Vìvậy sản xuất sản phẩm dínat phải làm sao tạo được nhiều tridimite nhất. c. Cristobalite.
VLCL Có hai dạng thù hình đó là α Cristobalite (tồn tại ở nhiệt độ cao), β Cristobalite ( tồn tại ở nhiệt độ thấp). Hai dạng thù hình nay có mật độ khác nhau rất lớn với α Cristobalite (2.22g/cm3) và β Cristobalite (2.34g/cm3), nên dẫn tới biến đổi thể tích của chúng rất lớn. Đây là lí do vì sao người ta không muốn có nhiều Cristobalite trong dinat vì chúng dễ gây nên vở, nứt sản phẩm khi làm nguội hay nâng nhiệt độ. d. Thủy tinh quartz Thủy tinh quartz được hình thành bằng cách nóng chảy nhanh của quartz ở 1600 , của tridimite ở 1670±10 và của Cristobalite ơ 1723. Khi làm nguội nhanh chất nóng chảy này thu được thủy tinh quartz, thủy tinh này có rất nhiều đặc tính quý như độ bền sốc nhiệt , độ chịu lửa, độ bền hóa, tính chất quang học. Đặc biệt là có hệ số giản nở nhiệt rất thấp, nhỏ hơn 20 lần so với thủy tinh xây dựng và 6 lần so với thủy tinh pyrex. Do đó ta có nhận xét sau Sự biến đổi thù hình luôn kèm theo sự biến đổi trọng lượng riêng dẫn đến biến đổi thể tích. Sự thay đổi thể tích này quyết định toàn bộ quá trihf nung và sử dụng dinat. Vì thể tích khồn ổn định là nguyên nhân lamf sản phẩm có độ bền nhiệt thấp. Độ bền nhiệt càng thấp khi sự biến thù hình càng nhanh, thể tích thay đổi càng nhiều. 2. Nguyên liệu sản xuất VLCl dinat 2.1. Chất khoáng hóa Như đã nói ở trên thì nhờ sự có mặt của chất khoáng hóa mà quá trình chuyển hóa tư quartz sang tridimite được thúc đẩy Chất khoáng hóa chủ yếu tạo chất nóng chảy ở nhiệt độ thấp. Chất nóng chảy này có độ nhớt nhỏ, thấm ướt tốt nhất là phải tan được Cristobalite để tao được tinh thể tridimite bền vững trong sản phẩm dinat, xen kẽ giữa các tinh thể ấy là pha thủy tinh và một số pha tinh thể khác. Chất khoáng hóa mạnh nhất là Na2CO3 và K2CO3, tuy nhiên người ta khồn dùng vì nó hạ thấp nhiều tính chất sản phẩm ở nhiệt độ cao. Phổ biến người ta hay dùng là Cao, FeO, dôi khi MnO. Trong thực tế sản xuất người ta dùng đông thời CaO và FeO làm chất khoáng hóa, thì khi đó cấu tử chính là FeO, còn vôi chỉ là chất hổ trợ, tỉ lệ tốt nhất giữa CaO và FeO là ½ đến ¼. Với dinat dùng xây lò cốc hóa không dùng FeO mà dùng MnO vì FeO trong môi
VLCL trường khử sẽ lại xúc tác cho hiện tượng tẩm than (2CO → CO2+C), đối với trường hợp này tốt nhất dùng 2-3% CaO hoăc 2% hổn hợp CaO và MgO với tỉ lệ 1:1 đến 1:2. Dùng CaO làm chất khoáng hóa dưới dạng vôi sữa để tăng tính đống khuông của phối liệu, phân phối đều phụ gia liên kết các hạt quatzit đã nghiền khô, làm cho các viên thành phẩm đạt được cường độ trươc sau khi sấy, xúc tiến quá trình tridimit hóa. Cao dễ điều chế, lấy từ đá voi nung bình thường. Chất khoáng hóa là oxit sắt thường cho vào phối liệu dưới dạng vẩy sắt, xỉ nấu quặng vì chứa nhiều FeO, Fe2O3 không dùng do tạo điểm ơtecti cao hơn nhiều và tác dụng khoáng hóa kém hơn nhiều. 2.2. Nguyên liệu sản xuất dinat Trong sản xuất dinat người ta thường dùng các nguyên liệu chứa SiO2 như cát quắc, sa thạch, quactzit để sản xuất. Cát quắt là sản phẩm phân hủy của quặng núi chứa quăt như đá hoa cương do tác dụng của khí quyển, gió, sự thay đổi nhiệt độ Các hạt cât quắc tích tụ qua nhiều thế kỉ được thấm ướt bằng nước có chứa các tạp chất mịn như đất sét, vôi, thạch cao. Các tạp chất này phân phối đều giữa các hạt các, liên kết các hạt lại thành quặng rắn hơn, bền hơn gọi là sa thạch hay các kêt. Khi chụ áp suất đủ lớn, các kết biến thành một loại đá biến chất là quaczit. Quătzit có hai loại: quaczit xi măng ( nếu lượng chất liên kết trong quăczit nhiều 30-75% ), quătzit tinh thể (các hạt quắc tiếp xúc với nhau chặc chẽ hơn và liên kết với nhau bằng các răng của hạt và có trữ lượng nhiều hơn quătzit xi măng) 2.2.1. Tính chất kĩ thuật của quătzit a. Tốc độ chuyển hóa khi nung Quătzit tinh thể có tốc độ chuyển hóa chậm, còn quătzit xi măng tùy thuộc vào lượng xi măng và thành phần của nó có thể chuyển hóa chậm, trung bình và nhanh. Để trành tả do chuyển hóa nhanh , ta kết hợp 2 loại quătzit với nhau. b. Độ xốp Theo độ xốp có 4 loại sau
VLCL Stt 1 2 3 4
Tên nhóm Rất đặc Đặc Xốp Rất xốp
Độ hút nước 0.5 0.5-4 1.5-4 4
Độ xốp biêy kiến 1.2 1.2- 4 4.3-10 10
c. Thành phần hóa học Thông thường dùng loại có SiO2 ≥95%, ngoài ra còn có CaO, MgO, Na2O, K2O, Al2O3, đặc biệt có hại nhất là Al2O3 và kiềm vì nó hạ thấp độ chịu lửa của quătzit d. Độ chịu lửa Để sản xuất dinat yêu cầu quătzit có độ chịu lửa ≥1750. Loại <1730 dùng làm phụ gia 3. Kĩ thuật sản xuất dinat Chuẩn bị quătzit Gia công phụ gia khoáng hóa Chuẩn bị phối liệu Tạo hình sản phẩm Sấy sản phẩm Nung 3.1. Chuẩn bị quăzit Để sản phẩm đồng nhất cần phải biến chúng thành bột mịn bằng cách đập và nghiền mịn . Thành phần hạt quyết định quá trình chuyển hóa quătzit, đến mật độ sản phẩm, độ tả của chúng khi nung và sử dụng. Không phải tất cả các hạt quătzit trong thời gian nung gần 1450 đều chuyển hóa thành tridiite và cristobalite. Phần chưa chuyển hóa, trong quá trình sử dụng tiếp tục chuyển hóa dẫn đến thay đổi mật độ, thay đổi thể tích và cuối cùng là tả sản phẩm. Nếu thành phần hạt lớn nhiều, khi nung hạt lớn nở ra, tạo các kẽ nứt rạn, tả nhiều.Nếu sản phẩm có nhiều hạt nhỏ < 0.088mm gây nên phân lớp viên mộc, nứt sản phẩm khi nung. 3.2.
Gia công phụ gia khoáng hóa
VLCL Vôi: tốt nhất nên sản xuất vôi ngay tại nhà máy để thuận tiện cho việc vận chuyển, bảo quản vôi sống Sắt; phụ gia sắt cho vào phối liệu cần được nghiền mịn qua 2 sang 900 lỗ/ cm . Để tăng hieus suất nghiền người ta không dùng nươcd mà dùng ngay sữa vôi cho vào máy nghiền phụ gia sắt. 3.3. Chuẩn bị phối liệu Phối liệu ngoài quătzit, phụ gia khoáng hóa còn sử dụng một lượng dinat phế phẩm Mảnh dinat có tác dụng hạ thấp trọng lượng riêng, giảm độ nở của chúng khi nung, dẫn đến hạ thấp được ứng suất xuất hiện trong sản phẩm, làm giảm phế phẩm. Nhưng mảnh dinat lại làm tăng độ xốp, dùng nhiều sẽ làm giảm độ chịu lửa, sản phẩm phức tạp có thể dùng mảnh đến 20-30%. Đối với sản phẩm dinat đặc biệt như sản phẩm dùng xây vòm lò, lò điện nấu thép được sản xuất từ quătzit có chứa nhiều SiO2 và không có mảnh dinat. Phối liệu phải có độ ẩm nhất định để đóng khuông cũng như trộn thật đều. Có thể dùng máy trộn bánh xe và máy trộn hai trục, máy trộn bánh xe đảm bảo các tác dụng trộn nhưng nhược điểm có quá trình nghiền phụ làm thay đổi thành phần hạt của phối liệu, do đó thường dùng máy trộn hai trục có năng suất lớn và đảm bảo các yêu cầu cho kĩ thuật phối liệu 3.4.
Tạo hình
Có thể tạo hình bằng phương pháp ép bán khô dùng máy nén cơ khí hay máy nén thủy lực. Phối liệu ho vào khuôn khi nén phải vừa phải: nếu quá đầy sinh ra hiện tượng quá nén tạo vết nứt, nếu vơi thì góc cạnh viên mộc kém bền, dễ vở. Phối liệu sau khi tạo hình xong phải nén ngay vì sẽ làm giảm tính chất nén của chúng do phản ứng cacbonat hóa làm mất tính dẻo. Kích thước khuông phải nhỏ hơn kích thước sản phẩm 2-3.5% vì dinat sau khi nung sẽ nở ra. 3.5.
Sấy
Mục đích: loại trừ nước lí học, tăg cường độ cơ học của sản phẩm.
VLCL Động lực sấy: tốt nhất là khói lò và không khí. Lò sấy: tuynen, sấy phòng. 3.6.
Nung
Các quá trình xảy ra khi nung như sau Tác dụng giữa CaO và SiO2 tạo thành silicate canxi sẽ tác dụng với silicate sắt tạo thành dung dịc rắn. Khi đạt đến nhiệt độ cao sẽ tạo thành chất lỏng nóng chảy giàu SiO2. Tridimite sẽ kết inh từ chất long nóng chảy này Quá trình biến đổi quătzit thành tridimite và cristobalite Dãn nở gạch dinate do biến đổi đa hình của quătzit Cần phải duy trì môi trường khử yếu trong thời gian nâng nhiệt và lưu
VLCL CHƢƠNG 2 VẬT LIỆU CHỊU LỬA SAMÔT VLCL Samot là loại VLCL chứa Al2O3 30-40%, sản xuất từ đất sét và cao lanh chịu lửa cộng với phụ gia gầy samot (đất sét nung đến kết khối). Samot là sản phẩm nẳm trong họ alumosilicate. 1. Giản đồ pha của hệ Al2O3 và SiO2
Note: chúng ta xét theo đƣờng liền Trong kí thuật sản xuất sản phẩm alumosilicate nói chung và sản phẩm VLCL Samot nối riêng thì, quan trọng nhất là giản đồ hệ hai cấu tử Al2O3-SiO2.
VLCL Tù giản đồ này ta xác dịnh được sự biến đổi thành phần pha và tính chất của chúng. Qua biểu đồ ta có nhận xét: Trong giản đồ Al2O3-SiO2 chia làm hai khu vực, khu vực Al2O3 từ 1545% (ứng vơi VLCL bán axit và Samot), tư 45%-100% ứng với VLCL cao alumin Đối với thành phần chứa Al2O3 từ 5.5-71.8% có 1 pha bền vững đến 1850 là mulite A3S2 (71.8%Al2O3 + 28.2%SiO2) Với Al2O3 >72% có 2 pha bền vũng hơn cả là mulit và corun Trong phạm vi thành phần có Al2O3 từ 72-78%, mulit tạo thành dung dịch rắn với Corun, pha lỏng chỉ xuất hiện ở 1850 và thành phần ứng với điểm nóng chảy là 79%Al2O3 + 21% SiO2 Kết luận: Nếu tăng hàm lượng Al2O3 ( bắt đàu từ VLCL bán axit) sẽ tăng nhiệ độ chịu lửa và nhiệt độ mềm của các vật liệu chịu lửa alumosilicat. Tuy nhiên tính chất của VLCL không chỉ phụ thuộc vào hàm lương Al2O3 mà còn nhiều nhân tố khác nữa. Nhìn chung lượng chất lỏng của VLCL bán axit tăng lên châm hơn so với samot, nên đường lỏng tương đối dốc hơn. Trong thực tế sản xuất ngoài hai cấu tử chủ yếu là Al2O3 và SiO2 còn có các tạp chất, chính các tạp chất này với hàm lượng 2-5% các oxt như : Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O… đã làm tăng lượng pha lỏng tạo thành và giảm các chỉ tiêu kĩ thuật của VLCL. 2. Nguyên liệu sản xuất VLCL samot Là đất sét và cao lanh chịu lửa 2.1. Nguồn gốc 2.2. Thành phần hóa và thành phần khoáng Trong thiên nhiên không khi nào gặp cao lanh hay đất sét có thành phần đúng dạng AS2H2 ( 39,5% Al2O3, 46,6% SiO2, 13,9% H20) mà thường lẫn các tạp chất khác. Thông thường : SiO2 chiếm đến 70% hoặc hơn, ở dạng quartz, chúng sẽ làm giảm độ dẻo và độ chịu lửa, tăng độ kết khối, một vài trường hợp làm tả đất sét khi nung ở nhiệt độ cao. Al2O3 tong đất sét ( khi nung đỏ) loại tốt cao hơn 40% (ở loai đất sét cao bazo); loại bazo có 30-40%, loại bán axit 15-30%, lạo axit <15%. Nếu tăng hàm lượng Al2O3 thf độ chịu lửa của chúng tăng lên. Oxit nhôm trong đất sét nằm ở dạng caolinite, hidroaluminosilicate, đôi khi ở dạng hidrat nhôm Al2O3.H2O.
VLCL Các tạp chất vô cơ làm hạ thấp độ chịu lửa trong đất sét và kaolin chịu lửa không quá 6-7%, đó là những tạp chất Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O… Ngoài ra còn có các tạp chất hữa cơ khác như: than đá, than bùn, cây cối mục nát 10-15% 2.3.
Độ phân tán của đất sét
Được đặc trưng bằng kích thước hạt của chúng, Độ phân tán có 1 giá trị lớn để đánh giá độ dẻo, độ liên kết, độ kết khối và độ bẩn của đất sét, Đất sét và cao lanh là những vật liệu phân tán rất mịn, trong đó thành phần hạt của đất sét có nhiều hạt nhỏ hơn so với cao lanh (<0,001mm) . Điều đó giải thích vì sao đất sét dẻo hơn cao lanh. 2.4.
Độ dẻo và khả năng liên kết của các đất sét
Độ dẻo là tính chất quan trọng của đất sét. Nhờ dẻo mà đất sét duy trì được hình dạng của nó, không có kẽ nứt khi ta tác dụng một lực không lớn lắm, duy trì được hình dạng của nó khi không còn lực tác dụng nữa. Khi cho nước vào đất sét, đầu tiên độ dẻo tăng lên đến giá trị max, sau đó hạ xuống do quá nhiều nước và chuyển sang dạng huyền phù. Để xác định độ dẻo của đất sét 1 cách cụ thể ta dùng khái niệm"hạn dẻo", đó là hiệu số giữa độ ẩm của đất sét ở giới hạn dưới của độ lưu động và độ ẩm của giới hạn lăn vê. 2.5.
Sự biến đổi của đất sét khi cho nƣớc vào
Khi cho nước và đất sét khô tuyệt đối, có các hiện tượng hóa lí phức tạp xảy ra: Tỏa nhiệt Phồng đất sét 2.6. Độ kết khối của đất sét Được đặc trưng bằng các chỉ tiêu sau Mức độ đặc của sản phẩm: Đất sét sau khi nung sẽ sít đặc lại. Khi nung quá đất sét sẽ phồng lên trọng lượng thể tích giảm, độ hút nước có thể không tăng vì khi nung quá lửa sẽ tạo pha thủy tinh, tạo thành các lỗ kín không cho nước thấm qua Nhiệt độ kết khối: Là nhiệt độ nung mà ở đó sản phẩm đạt độ sít đặc cao nhất Khoảng nhiệt độ kết khối: Là khoảng nhiệt độ sản phẩm tiến hành sít đặc nhanh, là khoảng cách giữa nhiệt độ kết khối và nhiệt độ biến dạng (phồng mềm..).Nhiệt độ và khoảng kết khối của đất sét biểu thị bằng độ co khi nung.
VLCL Độ kết khối của đất sét phụ thuộc vào lượng chất nóng chảy và độ phân tán của chất nóng chảy trong đất sét 2.7.
Làm giàu đất sét và cao lanh
Mục đích : Loại trừ các tạp chất như sắt, cát, sỏi , trường thạch, mica… Phương pháp : ướt, khô, điện từ hỗn hợp 3. Quá trình sản xuất VLCL samot Gồm 5 giai đoạn: Chuẩn bị nguyên liệu: gồm 2 phần, chuẩn bị đất sét kết dính và chuẩn bị phụ gia gầy Sămôt Phối liệu Tạo hình Sấy Nung 3.1. Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu a. Chuẩn bị đất sét làm chất kết dính Đất sét trong kho nhà máy thường có độ ẩm W=15-25% và kích thước lớn. Thường dùng máy sấy thùng quay cùng chiều để đạt W=7-8%. Nhiệt độ khi vào sấy 600-800 0C, nhiệt độ khi ra 110-120 0C. Đất sét trước khi vào bun ke dự trữ phải làm nguội để tránh hiện tượng ngưng tụ hơi nước trong lòng bun ke. Yêu cầu đất sét làm chất kết dính phải phân phối đều giữa các hạt Sămôt, nên sau khi làm nguội đất sét phải được nghiền mịn b. Chuẩn bị phụ gia gầy samot Phụ gia gầy Sămôt được sản xuất bằng cách nung đất sét và cao lanh đến nhiệt độ kết khối (1200-1250 0C). Tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng Sămôt là độ hút nước. Độ hút nước ≥ 5% cho Sămôt thường và < 2% cho loại đặc biệt.
3.2. Giai đoạn phối liệu Tỉ lệ : phụ gia gầy samot 50-80%, đất sét làm chất kết dính (50-20%) Độ ẩm phối liệu: phụ thuộc vào phương pháp tạo hình Phương pháp bàn khô: W = 8-9% Phương pháp dẻo : W=16-20% Phương pháp đúc rót: W=35-45%
VLCL Trộn phối liệu ở phương pháp bán khô: Dùng máy trộn bánh xe. Đầu tiên thấm ướt hạt Sămôt bằng bùn đất sét kết dính để tạo nên bề mặt các hạt Sămôt một màng mỏng đất sét, sau đó cho đất sét dạng bột mịn vào 3.3.
Tạo hình sản phẩm
Có 3 phương pháp tạo hình Phương pháp bán khô thông thường với sản phẩm thường, phức tạp, khối lớn Phương pháp dẻo tạo hình bằng tay đối với các sản phẩm phức tạp Phương pháp đúc rót : ít dùng 3.4. Sấy sản phẩm Độ ẩm của viên mộc sau khi tạo hình tùy phương pháp sản xuất dao động khoảng 5-20% vì vậy cần phải sấy để còn lại 1-3% trước khi vào lò nung Ở Sămôt có độ xốp và sau đó các vết nứt giữa các hạt Sămôt và chất kết dính nên xúc tiến quá trình sấy nhanh, xúc tiến việc bốc hơi ẩm từ trong sản phẩm, chuyển hơi ẩm ra ngoài làm nguy hiểm về chênh lệch độ ẩm giảm đi 3.5.
Nung sản phẩm
Nung sản phẩm Sămôt nhằm làm kết khối, làm sít đặc sản phẩm đến mức cần thiết đảm bảo độ ổn định thể tích khi sử dụng. Giai đoạn nung là giai đoạn quyết đinh chất lượng sản phẩm nhất Quá trình hóa lí xảy ra cơ bản khi nung samot Đến nhiệt độ 150-200 0C: Mất nước lí học. Ở nhiệt độ 100-200 0C có hiệu ứng thu nhiệt nhung không biến đổi thể tích, không ảnh hưởng đến việc lựa chọn chế độ nung. 200-400 0C: Đốt cháy các hợp chất hữu cơ 400-550 0C: Tách nước liên kết hóa học, co ngót nhẹ (0,5-1%) không gây ứng suất lớn lắm trong sản phẩm. 550-900 0C: Xảy ra biến đổi đồng đều về thể tích nhưng không lớn lắm. 920-940 0C : Có hiệu ứng tỏa nhiệt. Có sự chuyển từ nhôm vô định hình sang g -Al2O3. 1000-1100 0C: bắt đầu quá trình kết tinh mullit và kết thúc ở 12001250 0C.
VLCL Nhiệt độ nu ng cuối cùng 1350-1380 0C: hoàn thành kết tinh mullit và liên kết chúng bằng thủy tinh vô định hình. Chất thủy tinh khó nóng chảy chiếm gần 50% trọng lượng Quá trình làm nguội chỉ kèm theo co nhiệt 4. Tính chất và ứng dụng 4.1. Tính chất VLCL Sămôt là gạch chịu lửa trung tính và kiềm yếu. nhiệt độ chịu lủa 1610-1770 0C Dựa vào độ chịu lửa chia làm 4 loại Loại O : nhiệt độ chịu lửa ≥ 1750 0C Loại A : nhiệt độ chịu lửa ≥ 1730 0C Loại B : nhiệt độ chịu lửa ≥ 1670 0C Loại C : nhiệt độ chịu lửa ≥ 1610 0C Độ bền nhiệt: Cao, dao động trong 1 khoảng lớn, phụ thuộc vào thành phần của phối liệu, phương pháp nén, cấu trúc sản phẩm Độ ổn định thể tích: Có độ co phụ khi nung ở nhiệt độ cao. Nếu nhiệt độ nung quá cao, tường gạch Sămôt bị biến dạng Độ bền xỉ: cao. Mức độ phụ thuộc vào cấu trúc hạt và độ sit đặc của sản phẩm 4.2. ứng dụng Rất rộng rãi. Trong công nghiệp silicat: xây lò gốm sứ, lò nấu thủy tinh, lò nung xi măng, lò khí hóa, các ghi đốt nhiên liệu. 5. Các lọai sản phẩm samot khác Sản phẩm samot caolanh Sản phẩm samot không nung Sản phẩm từ samot nung thấp
\
VLCL CHƢƠNG 4 VLVL CAOALUMIN Là loại VLCL chứa hơn 45% Al2O3, nghĩa là lớn hơn lượng Al2O3 có trong caolint nguyên chất Tùy hàm lượng Al2O3 có trong sản phẩm chia 3 loại
Loại A: Loại B Loại C:
chứa từ 45-60% Al2O3 ------ 60-75% Al2O3 ---- > 75%
Tùy theo thành phần khoáng chia sản phẩm ra làm 4 loại -
Loại silimanit: 45-70% Al2O3 Loại mullit: 70-78% Al2O3 Loại mullit corun 78-95% Al2O3 Loại corun: > 95% Al2O3
1. Nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất VLCL cao alumin thường dùng các quặng thiên nhiên hay nguyên liệu nhân tạo. Các nguyên liệu chủ yếu là quặng thuộc nhóm silimanit, hydrat nhôm và nhôm kỹ thuật. Việc lựa chọn nguyên liệu phụ thuộc vào tính chất và kĩ thuật của sản phẩm 1.1.
Khoáng thuộc nhóm silimanit
Rất phổ biến trong thiên nhiên và có giá trị trong công nghiệp Gồm: silimanit, andaluzit, disten (kianit) và diumôterit Ba khoáng đầu đều có công thức chung là Al2O3.SiO2 1.2.
Hy drat nhôm
Công thức chung: Al2O3.n H20 Gồm 3 loại phân biệt nhau bởi cấu trúc và hàm lượng nước liên kết hóa học -
Hydracgilit: Al2O3.3 H20 Bomit: Al2O3. H20 Diaspo: Al2O3.H20
Khi đốt nóng sẽ xảy ra sự biến đổi không thuận nghịch từ dạng này sang dạng khác theo sơ đồ
VLCL
- Al2O3.3 H20
250-340 0C
450-550 0C
→
→
Hydracgilit
Al2O3.H20
950-1200 0C Al2O3
→
Al2O3
Bomit
450-500 0C - Al2O3.H20
→
Al2O3
Trong thiên nhiên, thường gặp quặng boxit, là khoáng tổng hợp tất cả các hydrat nhôm, chủ yếu là hydracgilit và bomit. Ngoài ra boxit còn có các tạo chất: oxyt và hydroxyt sắt, quarzt, quarzit, caolinit. Hàm lượng Fe2O3 trong boxit ít khi < 2-3% thường >5%. Điều ấy làm hạn chế dùng boxit trong công nghiệp sản xuất VLCL cao alumin. 1.3.
Nhôm kĩ thuật
Nhôm kỹ thuật được sản xuất bằng gia công hóa học quặng boxit nên có độ tinh khiết cao Có 3 dạng thù hình: Al2O3. vàlà dạng tinh khiết. Dạng chỉ tạo ra do có mặt của tạp chất. Trong nhôm kỹ thuật khoáng chủ yếu là Al2O3 nằm trong giai đoạn chuyển tiếp thành Al2O3 và còn lại một ít hydrat nhôm (hydracgilit và bomit). Khi đốt nóng đến 1200 0C thì Al2O3 → Al2O3. 1.4.
Corun điện nóng chảy
Là nguyên liệu để làm vật liệu mài, gồm 2 loại Loại trắng: Al2O3 ≥ 98%, sản xuất bằng cách nấu chảy nhôm kỹ thuật trong lò điện Loại thường: sản xuất bằng cách nấu chảy boxit, Al2O3 = 91-97% tùy theo lượng hợp chất trong boxit, đặc biệt là Fe2O3 và SiO2 Thành phần khoáng chủ yếu là a Al2O3 và một ít b Al2O3 do boxit có nhiều tạp chất. Lượng tạp chất càng nhiều lượng b Al2O3 càng nhiều. 2. Kĩ thuật sản xuất 2.1. Sản phẩm sản xuất từ nhóm silimanit Ưu điểm của khoáng này: khi đạt đến nhiệt độ mullit hóa thì quá trình tạo mullit tiến hành hoàn toàn, không phụ thuộc các điều kiện gia công như nghiền trộn.. Dễ thành lập qui trình sản xuất hơn.
VLCL Vì vậy để sản xuất sản phẩm cao alumin từ disten phải tiến hành nung sơ bộ chúng thành Sămôt để tái kết tinh. Sản xuất sản phẩm cao Alumin từ nhóm silimanit dùng chất kết dính chủ yếu là đất sét nghiền mịn đã làm giàu. Tuy nhiên chỉ dùng một lượng nhỏ mà thôi (10-15%) vì đất sét làm giảm Al2O3và tăng tạp chất dễ chảy trong sản phẩm . Tốt nhất là dùng đất sét nhiều nhôm và tinh khiết. Qui trình sản xuất tương tự sản xuất sản phẩm nhiều samot:Chất làm gầy là silimanit ,andaluzit hoặc díten đã nung sơ bộ nghiền mịn .Chất kết dính (10-15%) dùng đất sét chịu lửa caoAl2O3 (40%). Thành phần hạt phải bảo đảm sản phẩm có mật độ cao nhất , cỡ hạt lớn nhất ≤ 1-2mm. Áp lực nén 1000kG/cm2, nhiệt độ nung 1500-15500C. Sử dụng : làm thùng đổ thép và nấu thủy tinh 2.2.
Sản phẩm từ hidrat nhôm
Nếu dùng quặng boxit phải nung sơ bộ để khử nước liên kết hoá học cũng như để kết khối sơ bộ sản phẩm , sau đó đem nghiền mịn . Nếu dùng Diaspo thì không cần nung sơ bộ Chất liên kết cũng dùng chất kết dính 10-15% , nhiệt độ nung 15000C Tính chất sản phẩm Al2O3 60-65% (lớn hơn sản phẩm từ silimanit) Tạp chất nóng chảy : 3,5-4% Nhiệt độ chịu lửa 1800-18500C. Nhiệt kết thúc biến dạng 1650-17000C Sản phẩm từ boxit và diaspo chứa Al2O3 nhiều hơn so với sản phẩm từ nhóm silimanit . Tổng số tạp chất nóng chảy và độ xốp cao hơn 1 ít . Và thế tăng hàm lượngAl2O3 lên 10% củng như kèm theo tăng nhiệt độ bắt đầu biến dạng lên 1 ít. 2.3. Sản phẩm từ nhôm kĩ thuật Từ nhôm kỹ thuật có thể sản xuất ra sản phẩm mullit(70-75%Al2O3) , mullit corun (78-95%Al2O3) và corun(>95%Al2O3) a. Sản phẩm mullit và mullit corun Kỹ thuật sản xuất mullit và mullit corun tương tự như kỹ thuật sản xuất sản phẩm nhiều samot : Dùng samot mullit corun kết khối rất đặc với 15-20% đất sét dẻo kết dính. Để sản xuất mulit corun ta tiến hành như sau : Nghiền nhôm kỹ thuật mịn cộng với 15-20%đất sét dẻo , đóng viên , nung . Đất sét chịu lửa ở đây là 1 cấu tử để tổng hợp mullit trong sản phẩm , đồng thời đóng vai trò chất liên kết nhôm kỹ thuật trong các viên thô đó.
VLCL Nhiệt độ nung các viên thô thành samot mullit corun khoảng 1400-15000C ( để qúa trình mullit hoá hoàn toàn ), còn đến kết khối thì phải đến nhiệt độ 1500-16500C Samot mullit corun kết khối phải có độ hút nước ≤3%. Nghiền mịn đạt cỡ hạt : Hạt lớn nhất 2-5mm ; hạt trung bình 0,5-0,088mm; hạt nhỏ <0,088mm. Tính chất của sản phẩm mullit và mullit corun sau khi nung đạt: Al2O3 70-95% Tạp chất nóng chảy 3% Nhiệt độ bắt đầu biến dạng dưới tải trọng 16000C . Nhiệt độ phá huỷ 18000C Cường độ nén 1500-2000kG/cm2 b. Sản phẩm corun ( là sản phẩm có độ chịu lửa cao nhất trong dòng sản phẩm caoalumin) VLCL mullit chứa một lượng pha thuỷ tinh nhất định nên khi chịu tác dụng của thuỷ tinh nóng chảy bên ngoàt dễ bị hoà tan giảm độ bền . Người ta cố gắng tìm cách hạn chế pha thuỷ tinhbằng cách tăng Al2O3 lên để đượccorun Cơ sở kĩ thuật Sản phẩm corun yêu cầu độ tinh khiết cao , do đó quá trình gia công phức tạp , cẩn thận , phải dung những thiết bị đặt biệt , một phần cũng do bản chất của corun nữa Khó khăn nhất là khả năng kết khối của corun rất kém mặt dù đã trộn lẫn với đất sét. Nguyên nhân chủ yếu là do cấu trúc của nhôm kỹ thuật (γAl2O3). Nhôm kỹ thuật này thu được khi nung hydrat nhôm nhân tạo (Al2O3 . H2O) ở 1000-12000C. Nhôm kĩ thuật này có độ xốp lớn nên quá trình kết khối của sản phẩm caoalumin không được như mong muôn. Hơn nữa trong quá trình nung sơ bộ nhôm kỹ thuật ở 1300-14500C : γAl2O3 → αAl2O3 . αAl2O3 rất trơ, khả năng phản ứng kém. Để tăng mức độ kết khối của sản phẩm, có các cách sau : Phá vỡ cấu trúc của nhôm kỹ thuật và tăng bề mặt tiếp xúc giữa các hạt với nhau bằng cách nghiền mịn Dùng phụ gia : Đặc biệt thường dùng TiO2 . Tác dụng của TiO2 là Làm tăng độ lớn của tinh thể corun dẫn đến tăng độ bền nhiệt của sản phẩm, làm ngắn khoảng kết khối lại Kĩ thuật sản xuất Gồm các bước : Chuẩn bị phối liệu : sản xuất samotcorun, sản xuất liên kết corun Sản xuất samot corun : Nung sơ bộ nhôm kỹ thuật ở 14500C → nghiền mịn bằng phương pháp ướt đến cỡ hạt 1µm → rửa sắt bằng dung dịch HCl 1-2% → ép lọc → cắt
VLCL thành viên viên thô → sấy → nung ở 17000C trong 2h để kết khối corun hoàn toàn , đảm bảo mật độ 3,75-3.8g/cm3 . Nếu dùng 1-2% TiO2 → nghiền khô hỗn hợp trong máy nghiền bi thép đến kích thước 4-5µm , làm ẩm với keo SSB 1-1.5% trong máy trộn đến độ ẩm 11-13% → nén thành viên mộc → nung ở nhiệt độ 15000C , đạt mật độ 3,648g/cm3 Samot corun → đập → nghiền nhỏ : Hạt 0,2mm chiếm 50%, hạt lớn nhất 23mm, hạt bé nhất ≤0,088mm. Chất kết dính : Có thể dùng ngay hỗn hợp dạng huyền phù ở trên hoặc dạng bột thô có phụ gia TiO2 Tỉ lệ samot corun và chất liên kết corun : 55/45
Tạo hình : Hoặc nén bán khô với độ ẩm 7-8% thêm keo
SSB1-1,5% Sấy, nung: Nung ở 1700-17500C khi không có phụ gia và ở 15500C nếu có phụ gia TiO2 , độ co tổng quát : 9-10% Tính chất của sản phẩm: Nhiệt độ chịu lửa lớn hơn 20000C Độ cứng theo thang Moh là 9 Tính trơ, phản ứng hóa học kém Cường độ cơ học cao Có tính chất điện môi tốt Ứng dụng sản phẩm Có độ cứng lớn nên làm vật liệu mài tốt Làm chứn nung, chén nấu thủy tinh Làm dao tiện Có tính điện môi tốt nên được dùng rộng rãi trong công nghiệp điện và vô tuyến điện. Một số sản phẩm corun thương mại: monofrax ( Mỹ), Corvisit (Hungary)
VLCL
CHƢƠNG 5 VẬT LIỆU CHỊU LỬA MANHEDI VLCL manhêdi là loại VLCL kiềm tính điển hình, chứa 80-85% periclaz ( MgO ) đôi khi nhiều hơn , nhiệt độ chịu lửa >20000C ( nhiệt độ nóng chảy của MgO nguyên chất 28000C ) Có hai loại VLCL manhêdi : Loại viên và loại bột. Loại viên để xây tường lò , loại bột dùng để đầm lò. 1. Nguyên liệu Nguyên liệu thường dùng là Manhêdit MgCO3 , một số nơi không có manhêdi thì dùng MgO lấy từ nước biển. 1.1.
Manhêdit
Là khoáng chứa 47,62%MgO và 52,98%CO2 Gồm 2 loại : Manhêdit tinh thể và Manhêdit vô định hình Manhêdit tinh thể được tạo ra do tác động của đá vôi hoặc đôlômit với dung dịch cacbonat axit manhêdi theo phản ứng : CaCO3 + Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + Ca(HCO3)2 CaMg(HCO3)2 + Mg(HCO3)2
(dd)
→ 2MgCO3↓ + Ca(HCO3)2
(dd)
Manhêdit vô định hình là sản phẩm phân huỷ các khoáng silicat manhêdit như : Serpentin , ôlivin theo phản ứng : 3MgO. 2SiO2. 2H2O + 3CO2 → 2MgO. SiO2
+ 2CO2
3MgCO3↓ + 2SiO2 + →
2H2O
3MgCO3↓ + 2SiO2
Tạp chất chủ yếu trong manhêdit là Fe2O3 ,SiO2, CaO, Al2O3. Trong đó CaO là tạp chất có hại nhất. Yêu cầu : Manhêdit sau khi nung đỏ phải có MgO ≥ 85% đối với bột luyện kim và ≥ 91% đối với gạch , CaO ≤ 2-3% , SiO2 + Fe2O3 ≤ 5% 1.2.
MgO lấy từ nƣớc biển
Trong nước biển chứa 0,2% MgO nhưng nguồn nước biển vô tận MgCl2 + MgCa(OH)4
→ 2Mg(OH)2 ↓ + CaCl
Sản xuất băng phương pháp này có những khó khăn sau: Lượng nước biển cần dùng lớn
VLCL Thực hiện quá trình hyđrat hoá hoàn toàn đôlômit rất khó Phải dùng lượng CaCl2 lớn Khó lọc được MgO Ƣ u điểm: Tận dụng được đôlômi và nguồn nước biển Có thể điều chỉnh hàm lượng MgO trong sản phẩm phù hợp với yêu cầu kỹ thuật Hàm lượng MgO tương đối cao >90-95% Nếu dùng phương pháp trên để tách MgO từ nước ót là nước dư sau khi kết tinh muối ăn rất kinh tế. 2. Qúa trình hóa lí khi nung 2.1. Quá trình hóa lí và thành phần khoáng Nếu sản xuất từ manhêzit , khi nung sẽ tiến hành phân huỷ : MgCO3 → MgO + CO2 - Q Phản ứng bắt đẩu ở 4000C , nhanh ở 6400C . Tốc độ phân huỷ manhêzit phụ thuộc vào lượng tạp chất , cấu trúc và mật độ manhêzit . Nếu nguyên liệu ban đầu sản xuất từ nước biển thì phản ứng đầu tiên khi nung là : Mg(OH)2 → MgO + H2O - Q Phản ứng này tiến hành mạnh ở 4300C 2.2. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng Thành phần khoáng chính là Periclaz MgO, có độ chịu lửa rất cao ( 28000C ). Có thể bị hydrat hoá theo phản ứng : MgO + H2O → Mg(OH)2 . Phản ứng này xảy ra khi ủ, sấy hoặc trộn với nước đồng thời làm tăng thể tích lên hai lần. Vì vậy cần phải ủ phối liệu để tránh nứt nẻ sản phẩm sau này. Khả năng hydrat hoá của MgO phụ thuộc nhiệt độ nung, độ mịn và nhiêt độ hydrat hoá: Nếu nung ở nhiệt độ thấp ~11000C, periclaz rất hoạt động và sản phẩm lúc đó gọi là manhêdi badic, chúng đóng rắn với dung dịch MgCl2, CaCl2, MgSO4..ở nhiệt độ thường. Nếu nung ở nhiệt độ cao ~ 1500-16000C periclaz kết tinh tốt hơn và ta được manhêdi kết khối, cũng đóng rắn với dung dịch trên nhưng ở nhệt độ 600C Ngoài ra còn có các khoáng sau CaO tự do : Rất dễ bị hydrat hoá tạo thành Ca(OH)2 gây nứt nẻ và phá huỷ sản phẩm
VLCL MF ( manhêdi ferit MgO.Fe2O3 và manhêdi vustit MgO . FeO ) : sẽ tạo thành dung dịch rắn với MgO có tác dụng tốt cho quá trình tái kết tinh periclaz làm tăng quá trình kết khối C2F ( dicanxi ferit ) : Có tác dụng kết khối tốt nhất nhưng làm giảm nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng và độ chịu lưả của vật liệu . Cần phải hạn chế . C4AF tương tự C2F CMS : Làm tăng quá trình kết khối nhưng là khoáng dễ cháy ( Nhiệt độ nóng chảy 14600C )làm giảm nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng và tăng độ co khi nung . Khoáng có hại M2S ( forterit ) : làm tăng nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng ( do nhiệt độ nóng chảy cao ) nhưng để có liên kết forsterit thì vật liệu phải nung ở nhiệt độ cao > 16000C C3S và C2S : Đều có ảnh hưởng không tốt đến quá trình kết khối . C3S khi làm nguội đến 1150-12500C sẽ bị phân huỷ C3S → C2S + CaO tự do . CaO tự do có ảnh hưởng không tốt như đã nêu ở trên . Còn C2S không ổn định do khi làm nguội sẽ có sự biến đổi thù hình từ C2S → γC2S kèm theo hiện tượng tăng thể tích 10% gây tả sản phẩm. 3. Kĩ thuật sản xuất 3.1. Sản xuất sản phẩm Manhedi a. Nguyên liệu Dùng manhêdi kết khối tốt : MgO ≥ 90-92% ; CaO ≤ 2,5 %; SiO2 ≤ 4% ; MKN ≤ 0,6%. Muốn sản xuất sản phẩm mật độ cao , cho vào phối liệu 1,1 ± 0,3% phụ gia TiO2 Sơ đồ sản xuất
VLCL
b. Chuẩn bị nguyên liệu Thành phần hạt tốt nhất: Hạt 2-0,8mm : 45-55% Hạt 0,8-0,088mm: 5-15% Hạt <0,088mm
: 30-40%
VLCL Sau khi ủ tiến hành trộn lần 2, cho thêm keo SSB để tăng độ dẻo cho phối liệu và cường độ của viên mộc sau này. Độ ẩm của phối liệu trước khi nén 3-5%. c. Tạo hình Phối liệu manhedi thuộc loại không dẻo, phải dùng áp lực nén 2 cao>800kG/cm d. Sấy sản phẩm Sau khi ép, viên mộc có cường độ không cao lắm:15-20kG/cm2, chuyển vào lò phải cẩn thận, phải xếp nghiêng và thưa để tăng bề mặt sấy và thông gió tốt Quá trình sấy khá phức tạp do quá trình hyđrat hoá MgO vẫn tiếp tục tiến hành e. Nung sản phẩm Sản phẩm manhêdi khi nung hầu như không có sự biến đổi đa hình nào cả nên không có các giai đoạn co giãn đặc biệt 1100-12000C: Bắt đầu xuất hiện pha lỏng ứng với điểm Otecti của MgO, CaO, Al2O3, SiO2 (~11570C). Sản phẩm lúc đầu kết khối do tái kết tinh tập hợp các khoáng 1450-15000C: Lượng pha lỏng tăng, quá trình kết khối tăng. Ở nhiệt độ max 15000C hoặc 16000C, cường độ viên mộc rất thấp Giai đoạn làm nguội, khi trong vật liệu còn pha lỏng có thể làm nguội nhanh nhưng khi sản phẩm ở trạng thái giòn phải làm nguội chậm 4. Tính chất và lĩnh vực ứng dụng 4.1. Tính chất Nhiệt độ chịu lửa >23000C Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng không cao lắm: 1500-15500C Độ bền nhiệt: làm nguội bằng không khí 4-9 lần, làm nguội bằng nước 1-2 lần. Nguyên nhân: do sự chênh lệch lớn độ giãn nở nhiệt giữa Periclaz (1,35.105 ) với chất liên kết Silicat (2-3.10-5) và do mođun đàn hồi lớn. 4.2. Lĩnh vực sử dụng Chủ yếu dùng trong lò điện, lò nấu thép, các lò luyện kim màu. Loại Mannhêdi bền nhiệt dùng lót zôn nung lò quay ximăng và vòm lò mactanh (thay gạch Crôm manhêdi). Chú ý: Ở nhiệt độ cao gạch manhêdi không được đặt tiếp xúc với gạch samốt được vì nó sẽ tạo thành hợp chất cordierit (2MgO2Al2O35SiO2) dễ chảy (t0nc=14250C) 3Al2O3.1SiO2 + MgO Mulit
peniclas
→ 2MgO.2Al2O3.5SiO2 cordient
VLCL
CHƢƠNG 6
VLCL CRÔM-MANHÊDI, CRÔMIT VLCL Crôm manhêdi (Cr-Mg) là sản phẩm sản xuất từ 2 nguyên liệu crômit và manhêdi kết khối. Khoáng chủ yếu trong sản phẩm này thuộc loại nhóm khoáng Spinen với công thức chung R2+O, R3+2O3. (R2+ là Mg2+, Fe2+; R3+ là Cr3+, Fe3+, Al3+...) 1. Nguyên liệu cromit Tuỳ theo hàm lượng Cr2O3 chia quặng crômit làm 4 loại Quặng nghèo: Cr2O3 <40% Quặng trung bình ------- 40-45% Quặng giàu ------- 45-50% Quặng rất giàu ------- >50% Cromit sản suất vlcl yêu cầu: Cr2O3=35-40%, 2. Kĩ thuật sản xuất VLCL cromit Quặng cromit quặng dunit
Đập thô
Nghiền mịn
Sàng
Bunke
quặng manhedi basic
đập thô
bunke
nung
định lượng
bunke
nghiền bi
keo SSB
Định lượng
máy khuấy bơm
Máy trộn bánh xe Nén
Sấy
Nung
VLCL Phối liệu gồm: quặng cromit, phụ gia manhedi basic ( 9%), quặng Đunnit (6%), quặng đunit là olivine M2S Trong quặng crômit có serpentin là khoáng không chịu lửa phải cho vào 9% manhêdi bazic đã nung ở 10000C để hợp với serpentin thành chất liên kết Forsterit chịu lửa cao, đồng thời hợp với Fe2O3 thành manhêdiferit chịu lửa 3MgO2SiO22H2O (Serpetin)
+
MgO
=
(manhêdibazic)
2(2MgOSiO2) + 2H2O (forsterit)
MgO + Fe2O3 = MgOFe2O3 Tính chất: Là loại gạch trung tính, nó có thể tiếp xúc với gạch axit (đinat) và gạch bazơ (manhêdi) ngay ở nhiệt độ cao. khoảng 17000C mà không có tác dụng gì đáng kể Ứng dụng: Dùng để xây lớp ngăn cách giữa 2 loại gạch bazơ và axit. Ví dụ giữa đinat và manhêdi. Nhưng crômit không thể xây tiếp xúc với samốt vì ở nhiệt độ cao chúng tác dụng với nhau tạo chất có độ chịu lửa thấp 3. Vật liệu chiu lửa crommanhedi 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất Manhedi kết khối keo kết dính cromit đập nghiền
Nghiền mịn ( hạt 0.8-1) Định lượng
trộn phối liệu
Nén
Sấy
Nung 3.2.
Phối liệu
Qua hình trên ta thấy có 2 loại tỷ lệ phối liệu tốt nhất
định lượng
VLCL Crômit:Manhêdi = 30:70. Ta được sản phẩm bền nhiệt là gạch Cr-Mg. Gạch Cr-Mg bền nhiệt còn được gọi là gạch Mg-Cr vì lượng manhêdi kết khối nhiều hơn thường được dùng để xây vòm lò Martin, bền hơn và ít bị phồng rộp hơn loại thứ hai Crômit:Manhêdi = 65:35. Sản phẩm có nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng cao 3.3. Tạo hình và sấy 3.4. Nung 3.5. Tính chất và ứng dụng Tính chất Cường độ cơ học tương đối cao 200-400kG/cm2 Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng không cao lắm 1450-15500C Độ bền hoá cao Độ bền nhiệt tương đối cao Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp luyện kim, để xây xây vòm lò mactanh, lót lò điện nấu thép, lò nấu đồng, lót zôn nung lò quay xi măng Gạch Cr-Mg được sử dụng cùng với gạch manhêdi để xây tường lò mactanh chỗ không tiếp xúc với thép, không làm bẩn thép do crôm của gạch. Để xây gạch Cr-Mg thường dùng vữa xây là manhêdi kết khối nghiền mịn. Tốt hơn cả là dùng nhẵng tấm thép mỏng dày 1,5-2mm để xây, khi nung ở nhiệt độ cao, các tấm thép này sẽ bị oxi hoá và tạo với MgO của gạch thành manhêdiferit (t0nc= 17500C) hàn các viên gạch lại với nhau rất chắc.
VLCL CHƢƠNG 7 VẬT LIỆU CHỊU LỬA CÁCH NHIỆT Mục đích của sử dụng VLCL cách nhiệt: Giảm thấp mức tiêu tốn nhiên liệu Hạ nhiệt độ môi trường, được đặct trưng bằng tính cách nhiệt. VLCL cách nhiêt thỏa mãn 2 yêu cầu: Nhiệt tích lũy nhỏ khi giảm trọng lượng thể tích và tăng độ xốp Độ dẫn nhiệt giảm khi độ xốp tăng, kích thước lỗ xốp giảm 1. Phân loại Cách nhiệt ( vật liệu nhẹ) hiện nay dùng rộng rãi gồm 3 loại Loại cách nhiệt thấp: Nhiệt độ làm việc <9000C như Điatomit, trêpen, amiăng. Loại này gọi là gạch cách nhiệt hay VL cách nhiệt thôi vì tolv của nó <900 là nhiệt độ nhỏ hơn t0chịu lửa Loại cách nhiệt trung bình : Nhiệt độ làm việc 900-12000C Loại cách nhiệt cao: Nhiệt độ làm việc >12000C 2. Yêu cầu Y êu cầu cơ bản đặt ra cho kỹ thuật sản xuất loại vật liệu này là: sản phẩm có độ xốp lớn, cường độ cơ học đảm bảo và bền nhiệt 3. Phương pháp sản xuất Hai phương pháp phổ biến: sử dụng phụ gia nóng chảy được trong khi nng và phụ gia tạo bọt Sử dụng phụ gia cháy: Phương pháp này dựa trên nguyên tắc đưa vào phối liệu các vật liệu cháy đã nghiền mịn như than cốc, antraxit, than đá, mùn cưa, mùn linhin (sản phẩm thải trong công nghiệp giấy), các chất hữu cơ dạng rắn ít tro... Sử dụng phụ gia tạo bọt: Sử dụng yếu tố tạo bọt trong huyền phù của phối liệu chịu lửa và thêm vào đó chất ổn định bọt để giữ được cấu trúc viên mộc ở dạng bọt xốp. Tạo bọt từ không khí: Dùng phụ gia hoạt tính bề mặt như xà phòng côlôphan, sapônin (gốc xà phòng) và tiến hành khuấy trộn để tạo bọt trong huyền phù phối liệu. Còn chất ổn định bọt có thể dùng keo da trâu, ximăng alumin...từ hồ đã bão hoà bọt, đúc sản phẩm trong khuôn sau đó đem sấy và nung
VLCL