intTypePromotion=1
ADSENSE

Vật liệu chịu lửa - Chương 2

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

274
lượt xem
80
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dinat Đinat là loại VLCL chứa = 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 đa hình thành tridimit và cristobalit. Đinat là loại VLCL axit, nó rất bền đối với xỉ axit, tro nhiên liệu. Ôxyt kim loại ăn mòn dinat tạo thành hợp chất silicat dễ nóng chảy.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Vật liệu chịu lửa - Chương 2

  1. Chương 2: Dinat Đinat là loại VLCL chứa >= 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 đa hình thành tridimit và cristobalit. Đinat là loại VLCL axit, nó rất bền đối với xỉ axit, tro nhiên liệu. Ôxyt kim loại ăn mòn dinat tạo thành hợp chất silicat dễ nóng chảy. I/ Cơ sở hóa lí 1/ Sự biến đổi thù hình của SiO2 và tính chất của chúng Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất dinat là các quặng của quắc có thành phần chủ yếu là SiO2 ở các dạng tinh thể và vô định hình. Sự biến đổi đa hình của chúng quyết định quá trình kỹ thuật và tính chất của sản phẩm. SiO2 không ngậm nước được biết đến ở 8 dạng thù hình:  quắc;  tridimit;  cristobalit; thủy tinh quắc - Dạng ổn định ở nhiệt độ cao nhất người ta kí hiệu là , sau đó đến  Sơ đồ biến đổi của SiO2: - Sự biến đổi đa hình của SiO2 là đặc tính rất phức tạp. Ở phạm vi nhiệt độ ổn định của dạng thù hình này có thể tồn tại trạng thái không ổn định của dạng thù hình khác Các mũi tên nằm ngang chỉ chiều hướng biến đổi và sự biến đổi này tiến hành rất chậm và chỉ thuận nghịch trong những điều kiện đặc biệt (có chất khoáng hóa). Các mũi tên dọc chỉ sự biến đổi nhanh khi đốt nóng và làm nguội. Phổ biến rộng rãi trong thiên nhiên nhất là -quắcThường gặp dưới dạng cát thạch anh, quaczit, sa thạch. Quắc: có 2 dạng thù hình  - quắc: Là dạng ổn định ở nhiệt độ thường, đốt nóng đến 573 0C chuyển sang  -quắc. Tạp chất có trong quặng của quắc có ảnh hưởng đến nhiệt độ biến đổi của chúng.
  2. Ví dụ: Khi có mặt các ion Li+, Na+, K+, Al3+: -quắc   -quắc ở 536 0C và khi đó không có sự biến đổi -quắc   -quắc. Nếu cho Li+, Al3+ vào thì nó hạ thấp xuống 463 0C. Nguyên nhân: Các ion tạp chất tham gia tạo thành dung dịch rắn làm thay đổi thông số mạng lưới tinh thể. Nếu tăng áp lực nhiệt độ biến đổi  -quắc ↔ -quắc tăng.  quắc : Không tồn tại trong thiên nhiên vì phạm vi ổn định của chúng là 573-870 0C. - Nếu có chất khoáng hóa mạnh như Vonframat Natri thì chuyển chậm thành - tridimit. - Nếu không có chất nóng chảy nó sẽ biến đổi khô thành - cristobalit ở 1000 0C một cách chậm chạp qua pha trung gian mêtacristobalit. - Khi đốt nóng nhanh đến t 0C>1600 0C thì nóng chảy. Sự biến đổi qua các dạng khác tiến hành rất nhanh và nhận được các chất lỏng có độ nhớt cao. Tridimit: có 3 dạng thù hình:  - tridimit: Trong thiên nhiên không gặp vì nó tồn tại ở nhiệt độ 870-1470 0C. Đốt nóng chậm - tridimit  - Cristobalit ở 1470 0C Đốt nóng nhanh - tridimit  thủy tinh quắc ở 1670 0C - tridimit có thể tồn tại ở trạng thái không ổn định ở nhiệt độ < 870 0C nhưng đến 163 0C thì chuyển sang - tridimit rồi - tridimit - tridimit : chỉ là dạng trung gian do sự biến đổi nhanh của - tridimit  - tridimit . Phạm vi tồn tại của nó rất ngắn 117-163 0C. Quá trình chuyển từ - tridimit - tridimit - tridimit kèm theo sự tăng thể tích không lớn lắm. - tridimit: là loại không ổn định nhưng thức tế ở nhiệt độ cao nó thường tồn tại thời gian lâu không hạn định. - tridimit được tạo thành do làm lạnh nhanh - tridimit ở 117 0C . Trong thiên nhiên hơi hiếm gặp, chủ yếu thấy trong quặng núi lửa dưới dạng tấm 6 cạnh không màu hoặc yếu. Có thể gặp - tridimit dạng song tinh lưỡi mác trong gạch dinat.
  3. Cristobalit -cristobalit: Đốt nóng - tridimit chậm và có chất khoáng hóa đến nhiệt độ > 1470 0C sẽ chuyển sang -cristobalit và ổn định đến 1713 ±10 rồi chuyển sang thủy tinh quắc không kèm biên đổi thể tích. Khi làm nguội -cristobalit  - cristobalit. -cristobalit : Là dạng không ổn định nó có thể tồn tại ở nhiệt độ thường trong trạng thái không cân bằng và thực tế lâu dài vô hạn. Ta có thể gặp nó trong thiên nhiên mặc dù rất hiếm. Bằng phương pháp nhân tạo cũng được -cristobalit, đó là gạch dinat. Khi đốt nóng trong khoảng 180-270 0C sẽ chuyển sang - cristobalit kèm theo tăng thể tích đáng kể. Thủy tinh quắc: các dạng khác nhau của SiO2 khi đốt nóng đến nhiệt độ cao (1700-1800 0C) sẽ được chất nóng chảy. Độ nhớt của chất nóng chảy này rất cao và khi làm nguội thì không kết tinh mà ở trạng thái thuỷ tinh gọi là thủy tinh quắc. Đây là một loại thủy tinh có hệ số giãn nở nhiệt thấp đáng kể (5.10-7) nên rất bền nhiệt. Khi đốt nóng đến nhiệt độ = 1200-1400 0C thủy tinh quắc sẽ kết tinh ở dạng -cristobalit. Khi làm nguội chậm < 180-270 0C sẽ chuyển thành - cristobalit. Do chuyển thù hình có kèm theo biến đổi thể tích đáng kể nên dễ làm sản phẩm bị nứt vở. Nếu đốt nóng thủy tinh quắc chậm đến 800-859 0C và có mặt Na2WO4 nó sẽ tạo thành tinh thể tridimit rồi biến đổi chậm dần thành quắc. Quá trình xuất hiện tinh thể -cristobalit trong thủy tinh quắc tiến hành rất chậm, Do đó cho phép ta sử dụng thủy tinh quắc trong phòng thí nghiệm và thực tế sản xuất. Điểm quan trọng trong kỹ thuật sản xuất khi biến đổi đa hình SiO2 là biến đổi trọng lượng riêng và thể tích của chúng( xem bảng 7) Bảng 7: t( 0C) Quá trình biến đổi thù hình Biến đổi V (%) 573 +0,82 -quắc → - quắc 117 +0,2 - tridimit →  - tridimit 163 +0,20 - tridimit → - tridimit 250 +2,8 -cristobalit →-cristobalit
  4. 870 16 -quắc → - tridimit 1000(1300- 15,4 -quắc →-cristobalit 1400) 1600 15,5 -quắc → thủy tinh quắc 1200-1400 -0,9 Thủy tinh quắc → -cristobalit 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 trình nung và sử dụng dinat. Vì thể tích không ổn định là nguyên nhân làm sản phẩm có độ bền nhiệt thấp. Độ bền nhiệt càng thấp khi sự biến đổi thù hình càng nhanh, thể tích thay đổi càng nhiều. Tốc độ và mức độ biến đổi đa hình của quắc phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian tác dụng, kích thước hạt và chất khoáng hóa. Nhiệt độ cao tốc độ biến đổi càng nhanh, hạt càng mịn cũng vậy. 2/ Vai trò của khoáng hóa a/ Tính ổn định thể tích của các dạng thù hình của SiO2 SiO2 trong dinat có thể ở các dạng: tridimit, cristobalit, quắc, thủy tinh. Tính ổn định thể tích theo nhiệt độ của các dạng này khác nhau. Xem biểu đồ hệ số giãn nở trung bình nhiệt độ ta thấy: α.10-6 1. Tridimit 2.Cristobalit 3.Quat 0 C Tridimit là tinh thể bền vững và ổn định nhất. Vì vậy trong kỹ thuật người ta tìm cách để tạo điều kiện cho lượng tridimit tạo thành càng nhiều càng tốt. Nhưng như đã biết, sự biến đổi thù hình từ quắc sang tridimit là rất khó cần phải dùng chất khoáng hóa để thúc đẩy quá trình biến đổi ấy. Thực tế, các nguyên liệu để sản xuất VLCL như quacrzit cũng có lẫn những tạp chất thúc đẩy quá trình
  5. tridimit hóa nhưng không đủ nên phải đưa chất khoáng vào như R2O, CaO, MgO, MnO, BaO, FeO… Chất khoáng hóa dùng trong sản xuất dinat: Chủ yếu tạo chất nóng chảy ở nhiệt độ thấp. Chất nóng chảy này có độ nhớt nhỏ, thấm ướt tốt và nhất là phải tan được cristobalit để tạo được tinh thể tridimit bền vững trong sản phẩm dinat, xen kẽ giữa các tinh thể ấy là pha thủy tinh và 1 số pha tinh thể khác. Người ta nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất khoáng hóa tới quá trình tridimit hóa của chúng và được xác định bằng trọng lượng riêng của dinat. Nếu trọng lượng riêng của dinat càng nhỏ, tức lượng tridimit và cristobalit trong chúng càng nhiều. Bảng 8: Ảnh hưởng của chất khoáng hóa nếu cho 1% vào phối liệu lên sự biến đổ i trọng lượng riêng của chúng sau khi nung ở 1300 0C trong 1 h. Trọng lượng Trọng lượng Chất khoáng Chất khoáng riêng sau khi riêng sau khi hóa hóa nung nung Không 2,62 Al2O3 2,615 CaO 2,585 Na2HPO4 2,545 MgO 2,585 Na2CO3 2,35 BaO 2,605 K2CO3 2,325 Fe2O3 2,550 Na2SiO3 2,39 FeO 2,53 Qua bảng trên ta thấy: Al2O3 là chất khoáng hóa kém nhất Chất khoáng hóa mạnh nhất là : Na2CO3 và K2CO3. Tuy nhiên người ta không dùng chúng vì nó hạ thấp nhiều tính chất sản phẩm ở nhiệt độ cao. Phổ biến rộng rãi nhất trong sản xuất dinat là CaO và FeO và đôi khi dùng Mn. Trong thực tế sản xuất dinat dùng đồng thời CaO và FeO làm chất khoáng hóa. Nguyên nhân: xét các hệ 2 cấu tử: CaO-SiO2 : điểm ơtecti trong hệ là 1436 0C
  6. FeO-SiO2 : điểm ơtecti trong hệ là 1178 0C MnO-SiO2 : điểm ơtecti trong hệ là 1300 0C Fe2O3-SiO2 : điểm ơtecti trong hệ là 1452 0C Trong dinat có mặt FeO thì pha lỏng xuất hiện sớm hơn. Khả năng khoáng hóa của chúng có thể sắp xếp như sau: FeO>MnO>CaO>Fe2O3 Do tác dụng tridimit hóa của sắt 2 cao hơn sắt 3 nên người ta dùng sắt 2 làm chất khoáng hóa dưới dạng vẩy sắt, xỉ nấu quặng, xỉ pirit và phải khống chế môi trường khử. Với dinat dùng xây các lò cốc hóa không dùng FeO làm chất khoáng hóa được mà dùng MnO vì FeO trong môi trường khử sẽ lại xúc tác cho hiện tượng tẩm than theo phản ứng: ↔ 2CO CO2+C Các bon thấm sâu vào bên trong mạng lưới tinh thể gây nên hiện tượng tả, gạch bị phá hoại mạnh. Trong thực tế hay dùng nhất là CaO. CaO làm giảm rất ít độ chịu lửa của SiO2, làm cho phối liệu liên kết, đạt độ bền cao hơn và đặc biệt khi sấy nóng. CaO dễ điều chế. Lấy từ đá vôi nung binh thường. Dinat có chất phụ gia sắt màu nâu vàng hay nâu hung gọi là "dinat đen" . Dùng vôi thì có màu xám hoặc trắng. II/ Nguyên liệu Trong kỹ thuật sản xuất dinat người ta thường dùng các nguyên liệu chứa SiO2 làm nguyên liệu chính: cát quắc, sa thạch, quaczit. Cát quắc là sản phẩm phân hủy của quặng núi chứa quắc như đá hoa cương - do tác dụng của khí quyển , gió, sự thay đổi nhiệt độ. Các hạt các quắc tích tụ qua nhiều thế kỉ được thấm ướt bằng nước có - chứa các tạp chất rất mịn như đất sét, vôi thạch cao, axit silicic. Các tạp chất phân phối rất đều giữa các hạt, liên kết các hạt lại thành quặng rắn hơn, bền hơn gọi là sa thạch hay cát kết. Một số loại khác chứa nhiều trường thạch hơn và nhiều vảy mica. Khi chịu áp suất đủ lớn, cát kết biến thành một loại đá biến chất là quaczit. - Quaczit thực sự là loại đá cứng rắn nhất sẽ nứt vở qua các hạt chứ không phải nứt quanh các hạt đó. Vì vật liệu liên kết ban đầu trong cát nguyên thủy trở
  7. nên cứng như chính các hạt đó. Hơn nữa trong suốt quá trình biến đổi, các loại xi măng ban đầu có thể tái kết tinh. Nếu lượng chất lk trong quaczit nhiều (30-75%) thì gọi là quaczit ximăng, ngược lại gọi là tinh thể quaczit. Trong tinh thể quaczit, các hạt quắc tiếp xúc với nhau chặc chẽ hơn và có lk với nhau bằng các răng của hạt. 2/ Tính chất kỹ thuật của quaczit Các tính chất cơ bản đặc trưng cho chất lượng của quaczit là hình dáng bên ngoài, chỗ gẫy, cấu trúc, thành phần hóa, độ chịu lửa, độ xốp, tính chất khi nung (tính tả, tốc độ chuyển hóa) khả năng nghiền dập. Quan sát hình dạng bên ngoài để đánh giá sơ bộ về chất lượng và độ đồng nhất của chúng. Đặc tính của quaczit được quan sát bằng kính hiển vi. Khi đó xác định được tỉ lệ giữa pha tinh thể và ximăng lk, hình dáng, kích thước hạt quắc, các tạp chất có hại. Qua kích thước hạt và lượng ximăng lk có thể phán đoán tính chất của quaczit khi nung. Hạt càng nhỏ tốc độ chuyển hóa càng nhanh, ximăng nhiều cũng vậy. A/ tốc độ chuyển hóa khi nung: Thông thường quaczit có khối lượng riêng gần 2,65-2,66. Sau khi nung chuyển hóa thành tridimit và cristobalit nên khối lượng riêng giảm đi. Theo tốc độ chuyển hóa chia quaczit làm 4 nhóm: Khối lượng riêng sau khi nung Nhóm 24 h đến 1460 0C và lưu 1 h Chuyển hóa rất chậm >2,5 Chuyển hóa chậm 2,45-2,5 Chuyển hóa trung bình 2,4-2,45 Chuyển hóa nhanh
  8. Đặc 2 0,5-4 1,2-4,0 X ốp 3 1,5-4 4,3-10 Rấ t x ốp 4 4 10 Nhóm 1 và 2 để sản xuất dinat, nhóm 3 kết hợp với 1, 2 được dinat kém hơn, nhóm 4 dùng làm phụ gia. c/ Thành phần hóa học Thành phần hoá của quaczit cũng là yếu tố quyết đinh tính chất của sản phẩm dinat. Thông thường dùng loại có SiO2>=95%. Ngoài ra còn có Al2O3, TiO2, CaO, MgO, Na2O, K2O. Đặc biệt có hại nhất là Al2O3 và kiềm vì nó hạ thấp độ chịu lửa của quaczit. d/ Độ chịu lửa Để sản xuất dinat yêu cầu quaczit có độ chịu lửa >= 1750 0C. Loại < 1730 0 C dùng làm phụ gia. 3/ Quaczit ở Việt Nam Bản Thái Lạng Sơn- quaczit chứa 98,4% SiO2 và 0,97% Al2O3 Đồn Vàng Phú Thọ- quaczit chứa 97% -98SiO2 và 1,56-1,74% Al2O3 Tĩnh Gia Thanh Hóa- quaczit chứa 89% SiO2 và 0,97% Al2O3 (đây là loại quaczit kém hơn, có thể đẽo thành viên để xây lò nhỏ ở địa phương) 4/ Chất khoáng hóa a/ Vôi: Dùng ở dạng vôi sữa với mục đích: Tăng tính chất đóng khuôn của phối liệu, phân phối đều phụ gia liên kết các hạt quaczit đã nghiền nhỏ, làm cho các viên bán thành phẩm có được cường độ trước và sau khi sấy, xúc tiến quá trình tridimit hóa. Yêu cầu: CaO+MgO > 90%; CaCO3 +MgCO3 ≤ 5% Al2O3 + Fe2O3 + TiO2 ≤5% b/ Phụ gia keo và sắt
  9. Phụ gia keo: dùng phổ biến là SSB (CC) thu được khi thủy phân nước kiềm sulfit xenlulô tức nước thãi bã giấy. Thường cho vào phối liệu dinat 0,5-1% ở dạng dung dịch có khối lượng riêng 1,11 -1,22 g/cm3 sẽ làm cho viên mộc có cường độ uốn ≥ 2 kg/cm2, giảm phế phẩm khi vận chuyển , bốc dỡ. Phụ gia sắt: phải chọn loại hoạt tính lơn. Có thể dùng vẩy sắt, xỉ nấu thép, quặng pirit đã cháy. Bảng 9: Thành phần hóa của phụ gia chứa sắt Lo Fe2 Fe Si Al2 Ca Mg Mn ại phụ O3 O O2 O3 O O O gia Vẩ 10, 80 6, 1,5 0, - 0,5 y s ắt 8 9 3 Xỉ 3,4 55 35 4,2 0, 0,4 0,3 nấ u ,1 ,9 7 thép Pir 50, 27 13 7,6 0, 0,5 - it đã 0 ,7 ,7 5 cháy III/ Kỹ thuật sản xuất dinat Dây chuyền công nghệ 1. Chuẩn bị quaczit Quaczit đưa vào nhà máy thường có kích thước lớn 300m. Để sản phẩm đồng nhất và có tính chất xác định phải biến chúng thành bột mịn bầng cách đập và nghiền mịn . Độ mịn của chúng tuỳ theo qui định của dinat và tính chất của quaczit. Quaczit ở kho được gầu ngoặm đưa vào thiết bị rửa sạch những chất bẩn như đất sét.. bị dính vào trong quá trình khai thác và vận chuyển. Thiết bị rửa đó là 1 thùng quay dài khoảng 4m làm bằng thép tấm. Thùng quay được đặt nghiêng 1 góc 4-10 oC, bên trong có các gờ thép hình xoắn ốc để quaczit chuyển động dễ dàng từ đầu đến cuối. Ở gần cửa tháo có phần lưới để nước bẩn chảy ra. Sau đó đưa vào máy đập hàm.Ra khỏi máy đập hàm hạt quaczit có kích thước 10-60 mm. Đưa tiếp vào máy nghiền bánh xe để đạt cỡ hạt 0,088-5mm và đưa xuống sàng phân loại. Loại hạt > 3 mm đưa tiếp vào máy nghiền bi đạt cở hạt 0,5-0,088 và < 0,088mm.
  10. Thành phần cở hạt quyết định quá trình chuyển hoá quaczit, đến mật độ của sản phẩm, độ tả của chúng khi nung và sử dụng. không phải tất cả các hạt quaczit trong thời gian nung ở gần 1450 oC đều chuyển hoá hoàn toàn thành tridimit và cristobalit. Phần chưa chuyển hoá trong quá trình sử dụng sẽ tiếp tục chuyển hoá dẫn đến thay đổi mật độ, thay đổi thể tích và cuối cùng là làm tả sản phẩm. Nếu thành phần hạt lớn nhiều, khi nung các hạt lớn nở ra, tạo các kẽ nứt rạn, tả nhiều lại, nếu sản phẩm quá nhiều hạt nhỏ < 0,088 mm gây nên phân lớp viên mộc, nứt sản phẩm khi nung. Vì vậy cần phải có thành phần hạt hợp lí để đảm bảo cấu trúc sản phẩm sau khi nung thật chặt chẽ, có mật độ nhỏ, khi sử dụng ít bị tả. Qua kinh nghiệm người ta qui định thành phần hạt như sau: Cỡ hạt lớn nhất
  11. chịu lửa bị hạ thấp. Sản phẩm càng phức tạp và kích thước càng lớn thì dùng mảnh càng nhiều hơn có thể đến 20-30%. - Phối liệu phải có độ ẩm nhất định để đóng khuôn cũng như phải trộn thật đều. Độ ẩm của phối liệu do sữa vôi sắt mang vào, độ ẩm này dao động 5-7%. Độ ẩm của phối liệu có giá trị lớn, nếu tăng độ ẩm đến giới hạn nào đó thì vôi , sữa , sắt phân phối đều trên bề mặt hạt quaczit làm cho quá trình chuyển hoá hoàn toàn hơn. Độ ẩm của phối liệu tốt nhất tuỳ thuộc vào thành phần hạt của chúng. Nếu tăng lượng hạt nhỏ lượng nước trong phối liệu tăng lên do cần thiết để thấm ướt trên bề mặt các hạt quắc. Quaczit xốp cần nhiều nước hơn do 1 lượng nước bị hút vào lỗ xốp. Độ ẩm thích hợp có tác dụng tốt: tăng cường độ viên mộc khi sấy, đảm bảo vận chuyển và nung. Nếu độ ẩm quá nhỏ, các góc viên gạch dễ bị nứt, cường độ sau khi sấy bé, dễ nứt vở. Nếu quá ẩm sẽ gây phế phẩm do quá nén. - Qui định: Đối với máy nén cơ khí W= 5-6% Đối với máy nén thuỷ lực W=3,8-4,4% - Phối liệu phải được khuấy trộn để tăng độ đồng đều, tăng độ dẻo và độ sít đặc. - Có thể dùng máy trộn bánh xe và máy trộn 2 trục. Máy trộn bánh xe đảm bảo đầy đủ các tác dụng trộn nhưng nhược điểm là có quá trình nghiền phụ làm thay đổi thành phần hạt của phối liệu. Thường dùng máy trộn 2 trục có năng suất lớn và bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật cho phối liệu. 4/ Tạo hình sản phẩm - Sản phẩm dinat thường được tạo hình bằng phương pháp bán khô, dùng máy nén cơ khí. Đối với dinat mật độ cao dùng máy nén thuỷ lực. Sản phẩm thường 150 kg/cm2 - Áp suất nén: Sản phẩm mật độ cao ≥ 1000 -1500 kg/cm2 - Phương pháp nén: Có thể nén 1 phía hoặc 2 phía. Nén 2 phía ưu điểm hơn: Mật độ viên mộc và sản phẩm tăng 1-2% và đồng đều hơn. - Phối liệu cho vào khuôn khi nén phải vừa phải. Nếu quá đầy sinh ra hiện tượng quá nén sẽ tạo vết nứt. Nếu vơi thì góc cạnh viên mộc kém bền vũng, bở , dễ vở. - Phối liệu trộn xong phải nén ngay, không nên ủ vì sẽ làm giảm tính chất nén của chúng do phản ứng cacbonat hoá Ca(OH)2 làm mất tính dẻo.
  12. - Kích thước khuôn phải nhỏ hơn kích thước sản phẩm 2-3,5% vì dinat sau khi nung sẻ nở ra. 5/ Sấy sản phẩm - Mục đích: Loại trừ nước lí học Tăng cường độ cơ học của sản phẩm - Nhiệt độ sấy: >1000C. Nếu sản phẩm có dùng mảnh dinat nhiều, khi sấy phải cẩn thận, nhiệt độ động lực sấy ≤ 150-180 oC. Vì ở nhiệt độ cao hơn - cristobalit → - cristobalit làm tăng thể tích gây nứt vở sản phẩm. - Thời gian sấy: Phụ thuộc vào kích thước sản phẩm, dao động 4-16h. - Động lực sấy: Tốt nhất là khói lò hỗn hợp với không khí. Do có CO2 các cạnh mép góc sản phẩm được cứng lại bởi phản ứng cacbonat hoá Ca(OH)2 - Lò sấy: Lò sấy tuy nen hoặc sấy phòng 6/ Nung: Là quá trình kỹ thuật hết sức quan trọng. Chất lượng của sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Tính chất của nguyên liệu, đặc biệt là khả năng chuyển hoá của - nguyên liệu Độ mịn của phối liệu - Loại và lượng phụ gia khoáng hoá - Chế độ nén - Chế độ và nhiệt độ nung ( tốc độ nâng nhiệt, thời gian lưu ở nhiệt độ - cao, tốc độ làm nguội) Các quá trình kỹ thuật quan trọng xảy ra khi nung như sau: - Tác dụng giữa CaO và SiO2 tạo thành silicat canxi sẽ tác dụng với silicat sắt tạo thành dung dịch rắn. Khi đạt đến nhiệt độ cao sẽ tạo thành chất nóng chảy giàu SiO2.Từ chất nóng chảy này tridimit sẽ kết tinh còn chất nóng còn lại sẽ đông lại thành thuỷ tinh khi làm nguội. - Quá trình biến đổi thù hình của quaczit thành tridimit và crisstobalit
  13. - Dãn nở gạch dinat do biến đổi đa hình của quaczit - Biến đổi cường độ cơ học của dinat. Nói chung trong quá trình nung cần chú ý các điểm sau: - Nâng nhiệt độ đều với tốc độ cho phép ở các khoảng khác nhau trên đường cong nung. - Duy trì môi trường khử yếu trong thời gian nâng nhiệt và lưu - Thời gian lưu ở nhiệt độ cao nhất phải đảm bảo theo chất lượng của nguyên liệu, yêu cầu của sản phẩm, đặc biệt là yêu cầu về mật độ Lò nung: Có thể dung nhiều loại khác nhau như lò tuynen ,lò phòng. Mỗi loại lò nung dinat đều có đường cong nung khác nhau, trong đó sự phân bố thời gian nung khác nhau, phân bố giôn khác nhau, nhiệt độ nung cao nhất cũng khác nhau. Thời gian nung: 120-145h ở lò tuy nen và 270-450 h ở lò phòng nhỏ. IV/ Tính chất và ứng dụng 1/Tính chất Dinat là loại VLCL mang tính axit, chứa SiO2 >=93% - Khi đốt nóng nở ra (khác với sămôt) nhưng độ nở không lớn lắm có tác dụng làm chặt các mạch xây làm giảm độ thấm khí. - Nhiệt độ bắt đầu biến dạng dưới tải trọng cao (16500C), cao gần nhiệt độ chịu lửa (17100C) -Rất bền đối với xỉ axit. Ở 1500 OC, không phản ứng với đa số VLCL như crôm manhêdi, Forsterit, Crômit, cao alumin. chỉ phản ứng 1 ít đối với manhêdi và sănmôt. Khi tăng nhiệt độ đến 16000C dinat bị phá huỷ bởi crôm manhêdi và sămôt. Bền vững đặc biệt với crômit và caoalumin ngay cả ở 1670oC. Do đó có thể dung crômit và cao alumin để ngăn cách dinat với các loại VLCL kia. - Độ dẫn nhiệt: cao hơn sămôt
  14. - Độ bền nhiệt: kém hơn Sămôt. Nguyên nhân : Do sự biến đổi đột ngột của cristobalit ở nhiệt độ thấp làm thay đổi thể tích đột ngột. Nhưng ở nhiệt độ > 600 0 C do dãn nở ít nên độ bền cao. - Độ ổn định thể tích: Kém Khi đốt nóng hay làm nguội diant bị biến đổi thể tích do giãn nỡ nhiệt và biến đổi thù hình. 117 -162 0C: dãn nở do biến đổi thù hình  →  →  tridimit 180-270 0C: dãn nở do biến đổi từ  → -cristobalit 300-500 0C: dãn nở do nhiệt 500-600 0C: dãn nở do biến đổi từ  → -quắc 600-1300 0C: dãn nở nhiệt 0,2 % 1300-1400 0C: dãn nở 0,2-0,5% do biến đổi của quắc chưa chuyển hóa thành tridimit và cristobalit. Dãn nở tổng cộng (tùy mức độ chuyển hóa) đến 1450 0C có thể từ 1,4-2%. 2/ Phạm vi sử dụng Dùng xây vòm lò vì không bị co khi dùng. Ở nhiệt độ >600 0C dãn nở nhẹ làm vòm lò bền vững. Khi làm nguội thể tích dinat giảm ít từ 1400-250 0C. Nhưng từ 250 đến 50 0C thể tích bị giảm nhiều do sự biến đổi của cristibalit. V/ Các loại dinat khác Ngoài các loại dinat thông thường,còn có các loại dinat khác có đặc tính tốt hơn nhiều, đó là dinat mật độ cao, dinat crôm, dinat carborun, dinat zircôn. 1/ Đinat mật độ cao (SiO2 97-98%), giàu cristobalit Nguyên liệu dùng là quaczit tinh thể SiO2 = 98-98,8 %. Máy ép thủy lực, sản phẩm chứa nhiều cristobalit. Dùng để lót trong các lò nấu thép, lò luyện kim màu, lò nấu thủy tinh, dùng lâu gấp 1,5-2 lần dinat thường. 2/ Dinat crôm:Cr2O3 dạng nghiền mịn
  15. Để tăng khả năng chống lại xỉ ăn mòn cho dinat, thêm vào phối liệu 1 lượng phụ gia crôm thành gạch dinat crôm. Dinat crôm bền nhiệt hơn dinat thường (hơn 10 lần) độ bền xỉ cao, nhiệt độ chịu lửa cao 1730 0C, nhiệt độ biến dạng dứoi tải trọng cao. Dinat crôm thay thế được Sămôt xây cổ, tràn ngăn trong các lò cốc hóa, tường và vòm lò khác nhau làm việc ở 1450-1500 0C, lót trong các xe goòng của các lò nung tuy nen. Đặc biệt dùng làm gạch đệm rất tốt trong các buồng hồi nhiệt. 3/ Dinat carborun Là loại dinat có thêm phụ gia carborun. Trong quá trình nung sẽ tạo ra vết nứt li ti làm tăng độ bền nhiệt, giảm độ dãn nở nhiệt. Đây là loại VLCL có độ bền nhiệt cao. 4/ Đinat ziếc côn : Phối liệu gồm 70% quặng ziếc côn và 30% thủy tinh quắc ~ (48%ZrO2 + 50%SiO2 + 2% tạp chất). Đặc tính đặc biệt của loại gạch này là nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng cao (17300C). Dùng trong lò nấu phốt phát bền gấp 4-5 lần sămôt đồng thời tăng chất lượng phốt phát. 5/ Đinát không nung : Mảnh đinat cộng với quaczit sống hoặc nung sơ bộ hoặc hỗn hợp. Loại này dùng lót 4-6 dàn trên cùng của buồng hồi nhiệt. VI/ Đánh giá chất lượng đinát bằng kính hiển vi phân cực : Dùng kính hiển vi phân cực ta có thể phân loại đinat thành 3 loại : -Dinat tridimit hóa yếu: Các tinh thể tridimit tạo nên ít, kích thước bé, lượng hạt thạch anh còn lưu lại trong sản phẩm 30-35% hoặc hơn. Hạt ít nứt, kích thước tương đối lớn. - Dinat tridimit hóa trung bình: Lượng tridimit tương đối lớn, kích thước tinh thể trung bình, lượng thạch anh còn lưu lại 15-25%, kích thước hạt nhỏ. - Dinat tridimit hóa tốt: Lượng tinh thể tridimit nhiều, tinh thể dạng hình kim và song lưỡi mác, lượng thạch anh còn lưu lại khoảng 10 % hạt bị nứt nẻ nhiều. Vật chất nền trong dinat là pha thủy tinh. Dinat trong quá trình sử dụng còn tiếp tục bị hàng loạt biến đổi. Thường dinat được sử dụng ở những nơi chỉ tiếp xúc với nhiệt độ cao, với xỉ, với bụi từ 1 phía cho nên tạo ra trong đó 1 gradient nhiệt độ, nồng độ các chất khuếch tán và dẫn đến sự thay đổi cấu trúc biến đổi thành phần khoáng trong nó.
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2