Bu yazıda, atık magnezya-alümina spinel tuğlaların sıyrılmış çelik cürufu ve atık magnezya-alümina spinel ana hammadde olarak kullanılmış ve yanmamış tuğlaları hazırlamak için çimento kullanılmıştır. Optimize edilmiş işlem parametreleri elde etmek için, kullanımdan sonra refrakter malzemelerin genel kullanımı için teknik referans sağlayabilir.
Ölçek
1.1 Hammaddeler
Sıyrılmış çelik cürufu ve atık magnezya-alüminyum spinel, çekiç ve kesme makineleri gibi aletlerle sıyrılıp, kesilerek ve tasnif edildikten sonra elde edilir.
(1) Çelik cürufunun sıyrılması: Kırma, bilyalı öğütme ve elekten sonra 0-1, 1-3 ve 3-5mm olmak üzere üç farklı özellik elde edilir. 1-3mm ve 3-5mm soyulmuş çelik cürufu hammaddeleri, yanmamış tuğlada iskelet bileşeni görevi görebildiğinden ve destekleyici bir rol oynayabildiğinden, yanmamış tuğlanın mukavemetini artırır ve tuğla yapım maliyetini düşürür , dolayısıyla orana doğal kum eklenmez. Sıyrılmış çelik cürufunun kimyasal bileşimi Tablo 1'de gösterilmiştir. Sıyırılmış çelik cürufunun hammaddesinin yüksek demir (Fe2O3) ve yüksek kum tipi (SiO2) tipi çelik cüruf olduğu ve ana fazların olduğu görülmektedir. soyulmuş çelik cürufu, dikalsiyum silikat fazı ve serbest kalsiyum oksit fazıdır; Katmanlı yapı gözeneklidir ve kilin mikro yapısına benzer şekilde yoğun değildir, bu nedenle yanmaz tuğlalar üretmek için kilin yerini alabilir. EDS analizi, pul pul dökülen çelik cürufunun ana elementlerinin Si, Mg, Al, Ca, Fe vb. olduğunu göstermektedir.
(2) Atık magnezya-alüminyum spinel: numunenin ham madde parçacık boyutunun 0,5 nm'den küçük olmasını sağlamak için bilyeli öğütme işleminden sonra bir 45-göz elekten geçirin. Atık magnezya-alüminyum spinelin ana bileşenleri Al2O3 ve MgO'dur; analizden sonra, atık magnezya-alüminyum spinel'in ana fazlarının periklaz fazı ve magnezya-alüminyum spinel fazı olduğu sonucuna varılabilir; atık magnezya-alüminyum spinel taşının katmanlı bir yapı olduğu gözlemlenebilir. EDS enerji spektrumu analizi ile atık magnezya-alümina spinelin ana elementlerinin Al, Mg, Si vb. olduğu ve yanmamış tuğlalar için gerekli mukavemeti sağlayabilecek birçok alüminyum elementin olduğu görülmektedir.
(3) Çimento: P·O42.5, performans GB175-2007 "General Portland Cement" gereksinimlerini karşılar. Çimento, yanmamış tuğlalarda çimentolu bir bileşen ve aktivatör olarak kullanılır.
1.2 Numune Hazırlama
Bu test numunesi harmanlama, karıştırma, kalıplama ve sertleştirme işlemleriyle hazırlanır. Yığınlama koşulları: soyulmuş çelik cüruf yüzde 60, yüzde 70 (0-1, 1-3, 3-5mm şeklinde üç spesifikasyona bölünmüştür), atık magnezya-alüminyum spinel yüzde 20, 30 yüzde , çimento ve su sırasıyla yüzde 10 , yüzde 2 olarak sabitlenmiştir . Malzeme önce 2 dakika kuru karıştırma, ardından su ilave edilerek 2 dakika ıslak karıştırma ile karıştırılır. Hammaddeler eşit şekilde karıştırıldıktan sonra kalıplama işlemine geçilir. Kalıbın çapı 20 mm ve kalıplama basıncı 15 MPa'dır. Kalıptan çıkarıldıktan sonra numuneler 28 gün oda sıcaklığında ve basınçta kürlenmiş ve numunelerin çatlamasını önlemek için her 3 günde bir su püskürtülerek yanmamış tuğla numuneleri elde edilmiştir. Kalıplama işleminde önce kalıplama için 10MPa basınç kullanılmış ve numunenin tam olarak oluşmadığı ve tozun döküldüğü görülmüştür. Karşılaştırma yapıldığında ise 15MPa basınç altında oluşan numunelerin basınç dayanımlarının 10MPa basınç altında oluşan numunelerden daha yüksek olduğu bulunmuştur.
1.3 Yapısal karakterizasyon ve performans testi
(1) Japon Rigaku Company'nin D/max-rA model X-ışını difraktometresi kullanılarak, çelik cürufu ve magnezya-alümina spinel hammaddelerinin ve yanmamış tuğlaların şekillendirme ve kürleme sonrası faz analizi yapılmıştır.
(2) Hitachi, Japonya'nın S-3000N taramalı elektron mikroskobu, yanmamış tuğlaların morfolojisini, yapısını, şeklini ve dağılımını karakterize etmek için kullanıldı.
(3) Bir elektronik üniversal test makinesi (CTM4304, China MTS Company) kullanılarak yanmamış tuğla numunelerinin basınç ve eğilme mukavemeti testleri gerçekleştirilmiştir.
Sonuçlar ve Analiz
2.1 Yanmamış tuğlaların kütle yoğunluğu ve su emmesi
(1) Yanmamış tuğlaların yığın yoğunluğu, sıyrılmış çelik cüruf içeriğinin artması ve atık magnezya-alümina spinel içeriğinin azalmasıyla birlikte genel bir artış eğilimi gösterir. Soyulmuş çelik cüruf parçacıklarının tonlaması yüzde 0-1mm25 , 1-3mm25 yüzde ve 3-5mm20 olduğunda, yanmamış tuğlanın yığın yoğunluğu en büyük olanıdır 2863kg/m3'tür. Bunun nedeni, numunedeki pul pul dökülmüş çelik cüruf içeriğinin artması ve pul pul dökülmüş çelik cürufunun yoğunluğunun, yanmamış tuğlaların toplam kütle yoğunluğunun artmasına yol açan atık magnezya-alümina spinelinkinden daha yüksek olması olabilir. (2) Soyulmuş çelik cürufunun parçacık derecesi yüzde 0~1mm15, yüzde 1~3mm15, yüzde 3~5mm30 olduğunda, yanmamış tuğlanın su emme oranı en küçüktür, yani yüzde 6,07'dir ve nedeni şu olabilir: Yüzde 30 atık magnezya-alüminyum spinel. Toz ve 0-1mm pul pul dökülmüş çelik cürufu, yanmamış tuğlanın iskeletindeki boşlukları tamamen doldurarak numunenin su emiliminde azalmaya neden oldu. Ve numunelerin su emmesi, JC/T422-2007 "Sinterlenmemiş Çöp Atıkları Tuğlaları" standardındaki yüzde 18'den az su emme gereklilikleriyle uyumludur.
2.2 Yanmamış tuğlaların boyut sapması
Soyulmuş çelik cürufunda bulunan C2S, C3S ve kalsiyum ferrik alüminat gibi aktif bileşenler jelatinimsi olduğundan, hidratasyon işlemi sırasında çimentonun aktivitesini uyarabilen bir aktivatör üretilebilir ve aktifleştirilmiş çimento, hacmin artmasına neden olur. yanmaz tuğlalar. Genleşme, bu nedenle yanmamış tuğlaların boyutu üzerinde belirli bir etkiye sahiptir.
Bu testte kullanılan çimento miktarı yüzde 10'dur ve iş parçasının radyal ve eksenel boyut değişiklikleri nispeten küçüktür ve yüzeyde çatlak görülmez. JC/T422-2007 "görünüm ve boyut sapması 2 mm'den az gereksinimlere uygundur.
Sonuç olarak
(1) Şekillendirme basıncı ve hammadde oranı, yanmamış tuğlaların performansı üzerinde etkilidir. Araştırma yoluyla elde edilen optimize edilmiş hazırlama işlemi parametreleri şunlardır: soyma çelik cürufu yüzde 0-1mm25 , 1-3yüzde 1-3mm15 , yüzde 3-5mm20 , magnezyum-alüminyum spinel yüzde 30 , çimento yüzde 10 , kalıplama basıncı 15MPa.
(2) Orijinal magnezyum oksit ve kalsiyum sülfata ek olarak, elde edilen yanmamış tuğla da serpantinin yeni bir fazını oluşturur. Morfolojik analiz, yanmaz tuğlaların kaplamalı ve işlemeli bir yapıya sahip olduğunu ve magnezya-alümina spinel'in ince parçacıklarının, dolgu rolü oynayan ve yanmaz tuğlaları yoğun hale getiren düzensiz pul pul dökülmüş çelik cüruf iskeletine gömüldüğünü göstermektedir.
(3) Bu testte, hazırlanan yanmaz tuğlaların minimum su emme oranı yüzde 6,07'dir ve maksimum basınç dayanımı, JC/T446-2000 "Beton Kaplama Tuğlalarının standart gereksinimlerini karşılayan 9,57 MPa'dır. ". Bu deneysel çalışma, kullanımdan sonra refrakter malzemelerin genel kullanımı için büyük önem taşımaktadır.
