Силиковые кирпичи хорошо известны в рефрактерной промышленности за их уникальные свойства и широкие приложения. Как поставщик кирпича кремнезема, я воочию стал свидетелем того, как эти кирпичи работают в различных средах, особенно в окислительной атмосфере. В этом блоге я углубляюсь в производительность кирпичей кремнезема в окислении атмосфер, изучая их преимущества, ограничения и реальные мировые приложения.
Химический состав и структура кирпичей кремнезема
Силиковые кирпичи в основном состоят из кремнезема (SIO₂), обычно с содержанием более 93%. Они сделаны путем стрельбы кварцита или другого сырья с высоким содержанием кремнезема при высоких температурах. Во время процесса стрельбы кварц подвергается фазовым преобразованию, что приводит к структуре, в основном состоящей из тридимита и кристобалита, которые представляют собой полиморфы с высокой температурой кремнезема.
Кристаллическая структура кремнезема кирпичи играет решающую роль в их эффективности в окислительной атмосферах. Фазы тридимита и кристобалита имеют относительно открытые кристаллические решетки, которые могут вместить определенные количества кислорода без значительного повреждения структурных. Это в отличие от некоторых других рефрактерных материалов, которые могут испытывать более тяжелое окисление из -за их более плотного или менее кислорода - толерантных структур.
Производительность в окислительной атмосферах
Высокая температурная стойкость
Одним из наиболее значительных преимуществ кирпичи кремнезема в окислительной атмосферах является их превосходная температурная стойкость. Окислительная атмосфера часто встречается в промышленных процессах с высокой температурой, таких как создание стали, производство стекла и керамический стрельба. Кремний кирпичи могут выдерживать температуру до 1650 ° C (3002 ° F) в условиях окисления без значительного плавления или деформации.
Например, в производстве стали процесс вздутия кислорода создает высоко окислительную среду при чрезвычайно высоких температурах. Силиковые кирпичи, используемые в подкладке ковша и печи, могут сохранить свою структурную целостность, обеспечивая стабильный и надежный рефрактерный слой. Высокая стабильность температуры кирпичи кремнезема обусловлена сильными связями Si - O в структуре кремнезема, которые нелегко нарушать кислородом при нормальных промышленных рабочих температурах.
Химическая стабильность
Кремний кирпичи демонстрируют хорошую химическую стабильность в окистной атмосферах. Они относительно инертны для большинства окислительных агентов, обычно встречающихся в промышленных процессах. Кислород в атмосфере реагирует минимально с кирпичами кремнезема, поскольку окисление самого кремнезема является медленным процессом в нормальных условиях.
В стеклянных плавлениях печи, где атмосфера сильно окисляется из -за сжигания топлива и присутствия кислорода - богатого стекла, образующих материалы, кирпичи кремния противостоят химической атаке. Они не реагируют с кислородом, образуя новые соединения, которые могут ухудшить производительность кирпича. Эта химическая стабильность обеспечивает длительный срок службы для кирпичей кремнезема в таких условиях.
Сопротивление термическому шоку
Другим важным аспектом производительности кирпича кремнезема в окислительной атмосферах является их устойчивость к тепловому шоку. Во многих промышленных процессах быстрые изменения температуры распространены. Например, в стекле - отжигание LEHR изделия стеклянных изделий перемещаются через различные температурные зоны, а рефрактерная подкладка (включая кирпичи кремнезема) испытывает циклическое нагрев и охлаждение.
Силиковые кирпичи имеют относительно низкий коэффициент термического расширения, что означает, что они могут переносить быстрые изменения температуры без растрескивания и непредвиденного. В окисляющей атмосфере, где колебания температуры могут сопровождаться наличием реактивного кислорода, способность кирпичей кремнезема противостоять тепловому шоку имеет решающее значение. Потресзанный или всплывающий кирпич будет подвергнуть большую площадь поверхности окислительной среде, ускоряя процесс деградации.
Ограничения в окисленных атмосферах
Реакция с щелочками
Хотя кирпичи кремния, как правило, стабильны в окислительной атмосферах, они могут реагировать с щелочками. В некоторых промышленных процессах, таких как цементная промышленность, в сырье или продуктах сгорания могут присутствовать щелочи. Когда кирпичи кремнезема вступают в контакт с щелочками в окислительной атмосфере, может возникнуть химическая реакция, образуя щелочные силикатные соединения.
Эти соединения обладают разными физическими и химическими свойствами по сравнению с оригинальными кирпичами кремнезема. Они могут иметь более низкую температуру плавления, и они могут привести к расширению и взломе кирпича. Эта реакция может значительно сократить срок службы силиковых кирпичей в среде, где присутствуют щелочи вместе с окислительной атмосферой.
Фазовые преобразования при более низких температурах
Кремний кирпичи могут подвергаться фазовым преобразованию при более низких температурах, особенно при воздействии циклического нагрева и охлаждения в окисляющей атмосфере. Например, фазы тридимита и кристобалита могут трансформироваться обратно в кварц при температуре около 200 - 270 ° C (392 - 518 ° F). Эти фазовые преобразования сопровождаются изменениями объема, что может привести к растрескиванию и ослаблению кирпичей.
В окислительной атмосфере эти трещины могут обеспечить пути для кислорода, чтобы проникнуть в кирпич, ускоряя процесс окисления. Следовательно, в приложениях, где температура может падать ниже диапазона критического фазы - преобразования, необходимо использовать специальную помощь для обеспечения долгосрочной производительности кирпичи кремнезема.
Реальные - мировые применения в окислительной атмосферах
Стеклянная промышленность
Стеклянная промышленность является одним из крупнейших потребителей кремнезема в окислительной атмосферах. В стекле - плавистых печи в короне, боковых стенках и нижней подкладке используются кирпичи. Высокая стабильность температуры, химическая стабильность и сопротивление термическому шоку от кирпича кремния делают их идеальными для этого применения.
Окислительная атмосфера в стеклянной печи создается сжиганием природного газа или других видов топлива, а также наличием кислорода - богатого стекла - образующих материалов. Кремний кирпичи могут противостоять высоким температурам (до 1600 ° C или 2912 ° F), а также коррозионное воздействие расплавленного стекла и окисляющих газов. Они помогают поддерживать форму и целостность печи, обеспечивая непрерывный и эффективный процесс плавления стекла.
Сталелитейная промышленность
В сталелитейной промышленности кирпичи кремнезема используются в различных применениях в окислительной атмосферах. Например, в основном процессе кислородной печи (BOF), где высокая чистота кислорода взорвается в расплавленное железо для удаления примесей, подкладка печи подвергается воздействию высоко окисляющей среды. Кремний кирпичи можно использовать в верхней части печи, где температура относительно высока, а концентрация кислорода значима.
Высокая температурная устойчивость и химическая стабильность кремнезема кирпичи позволяют им защищать оболочку печи от экстремальных условий внутри. Они также способствуют общей энергоэффективности стали - создавая процесс, обеспечивая хороший изоляционный слой.
Различные типы кирпичей кремнезема для окисления атмосферы
Существуют различные типы кирпичей кремнезема, доступных для использования в окислительной атмосферах, каждая из которых имеет свои характеристики. Один популярный тип - этоСилика, рефрактерные кирпичиПолем Эти кирпичи изготовлены из высокого качественного сырья кремнезема и стреляют при высоких температурах для достижения желаемой кристаллической структуры. Они предлагают превосходную высокую температуру и химическую стабильность в окислительных средах.
Другой тип - этоСлитый кремнезый кирпичПолем Плесятные кирпичи изготовлены путем слияния силика с высокой чистотой при чрезвычайно высоких температурах. Они имеют более однородную структуру и лучшую устойчивость к тепловому шоку по сравнению с традиционными кирпичами кремнезема. В окисленных атмосферах, где быстрые изменения температуры являются обычными, сплавные кирпичи из кремнезема могут быть отличным выбором.
Контакт для закупок
Если вам нужны высокие - качественные кирпичи кремнезема для ваших промышленных применений в окислительной атмосферах, я приглашаю вас связаться со мной за закупками. Наша компания предлагает широкий спектр кирпичей кремнезема, в том числе различные типы и спецификации для удовлетворения ваших конкретных потребностей. У нас есть команда экспертов, которые могут предоставить вам профессиональные советы по выбору и установке кирпичей кремнезема. Если вы находитесь в стекле, стали, цементе или в других отраслях, мы можем помочь вам найти лучшие - подходящие кирпичи для окисления - атмосферу.
Ссылки
- Рид, JS (1995). Принципы обработки керамики. Джон Уайли и сыновья.
- Schack, H. (2002). Справочник по рефракциям. ASM International.
- Kriven, Wm, & Bradt, RC (2017). Введение в керамику: наука и инженерия керамических материалов. CRC Press.