Refraktori habuk arang batu

Proses refraktori memerlukan bahan prestasi terbaik - seperti yang dibekalkan oleh Pegmatite Afrika - termasuk anthracite berkualiti tinggi, menawarkan serba boleh dan prestasi merentasi pelbagai suhu tinggi, aplikasi permintaan yang tinggi.

Debu arang batu, atau serbuk, adalah bahan yang agak murah dan berguna dalam pelbagai
tetapan refraktori
seperti komponen dalam bata api dan hijau-jenis aplikasi pemutus. Dalam sesetengah kes penggunaan, debu arang batu korban, dengan produk pembakaran sering memberi sifat wajar. Berbanding dengan jenis arang batu yang lain, seperti lignite atau arang batu bitumen, antrasit Burns agak bersih; mengurangkan risiko kesihatan kepada pekerja tumbuhan dan mempunyai profil persekitaran yang sedikit lebih baik. Refraktori jenis karbon sering digunakan dalam mengurangkan persekitaran (1). Dari segi klasifikasi refraktori, habuk anthracite/arang batu boleh dikumpulkan di bawah kategori 'neutral', iaitu ia tidak mempunyai keupayaan untuk bertindak balas dengan bahan lain (seperti logam leper) dalam fesyen oksidatif atau reduktif - ini menjadikannya calon yang ideal sebagai komponen bahan refraktori dalam pelbagai tetapan. Tertakluk kepada halaman lain di laman web ini, anthracite calcined juga mempunyai sifat refraktori, dan diuruskan di halaman tersebut.

Debu Arang Batu Dalam Bata Refraktori

A A refraktori bata-juga dikenali sebagai bata api-adalah salah satu yang mempunyai mengekalkan kekuatan fizikal dan kimia yang tinggi dan struktur pada suhu yang jauh lebih tinggi, tanpa keretakan. Ia digunakan untuk talian perabot dan ketuhar, menyediakan penebat dan perlindungan kepada struktur bahagian luar bilik Pemanasan. Karbon mengandungi bata refraktori, seperti yang
mengandungi debu arang batu
, telah digunakan secara meluas dalam besi dan steelmaking kerana kebolehsuaian dan daya tahan mereka (2).

Debu arang batu sebagai bahan tambahan dalam penghasilan bata refraktori telah digunakan selama hampir 100 tahun (3). Dalam satu sering dipetik kerja (4), kebanyakannya berasaskan Clay kebakaran bata dengan pelbagai jumlah debu arang batu, dalam pelbagai saiz mengisar, telah dibuat. Dalam semua kes, tahap penebat haba yang tinggi telah diperhatikan. Penulis menyimpulkan bahawa kekonduksian haba menurun manakala kekuatan mampatan dan tahap porositi meningkat dengan peningkatan keseluruhan dalam peratusan habuk arang batu yang digunakan. Dengan mengambil kira saiz mengisar, ia mendapati bahawa dengan lebih halus mengisar (zarah kecil), kekuatan mampatan dan tahap porositi meningkat, manakala kekonduksian haba menurun. Secara semulajadi, imbangan kekonduksian terma dan kekuatan mampatan adalah kunci kepada batu bata yang berjaya. Porositi menyumbang kepada penebat haba, kerana udara adalah konduktor suhu yang kurang baik (5), walaupun penulis menyatakan bahawa tahap berlebihan boleh menyumbang kepada kekurangan ciri kekuatan mekanikal. Peratusan komposisi disebabkan oleh arang batu adalah dari 38 hingga 68, dan saiz mengisar berkisar daripada 20 kepada 500 μm. Satu lagi kajian probed isu yang sama, walaupun dengan penambahan peratusan yang lebih rendah daripada debu arang batu (5 hingga 20 dengan jisim), penulis menyatakan bahawa dengan meningkatkan kandungan arang batu kekuatan mekanikal meningkat dan kekonduksian haba berkurangan (6).

Porositi secara langsung berkaitan dengan Kebolehskalaan, dan ia menyatakan bahawa Kebolehskalaan adalah faktor pentadbiran dalam umur panjang bahan refraktori (7). Porositi dicipta oleh pembakaran bahan yang ditambah kepada bahan bata-membentuk utama (8). Liang dicipta selepas bahan terbakar, dan bentuk liang yang berkaitan dengan identiti bahan (9), dalam satu proses yang dikenali sebagai ' burnout '. Apabila arang batu terbakar, ia biasanya meninggalkan bentuk liang yang sfera (10). Kekonduksian terma-dan dengan itu keberkesanan sebagai refraktori-juga bergantung kepada bentuk liang, sebagai tambahan kepada tahap keseluruhan porositi (11). Sebagai peraturan umum, saiz zarah yang lebih besar daripada bahan tambahan, saiz liang yang lebih besar akan direalisasikan.

Debu arang batu digunakan sebagai bahan tambahan dalam pengeluaran batu bata yang tinggi thermally dari tanah liat merah di negara membangun (12), dengan tahap kekuatan mampatan dan porositi yang tinggi, dan pengekalan air yang rendah.

Selain daripada debu arang batu, sisa arang batu dari Stesen Janakuasa termoelektrik telah digunakan dalam pengeluaran kedua-dua bata konvensional dan refraktori (13), dengan prestasi yang sama dengan bata yang boleh didapati secara komersial. Ia telah dilaporkan bahawa pengeluaran bata dari debu arang batu dan Abu arang batu adalah kaedah pengeluaran yang lebih Alam (14) kerana ia mengurangkan/menggunakan sisa buangan.

Walaupun tidak menyumbang kepada aktiviti pozzolanic konkrit (kekuatan yang diberikan melalui proses pengawar - ini boleh dipengaruhi oleh faktor dan bahan tambahan lain, juga boleh didapati dari Pegmatite Afrika), debu arang batu telah digunakan sebagai aditif dalam konkrit refraktori sejak sekurang-kurangnya 1910. Prestasi haba meningkat dengan penambahannya, menjadikannya pilihan yang ideal untuk persekitaran suhu yang tinggi dan mereka yang berada di lokasi yang konsisten panas.

Lapisan Refraktori Dan Habuk Arang Batu /Anthracite

Di samping itu dalam bentuk bata, sarung/debu arang batu boleh digunakan sebagai sebahagian daripada Kumpulan refraktori-dalam keadaan di mana mereka adalah sebahagian daripada struktur monolith, sebagai contoh. Tembakan daripada pasu untuk aluminium Smelting telah popular untuk beberapa waktu (15), dengan gabungan antrasit dan Coke/calcined penggunaan mencari. Anthracite dan debu arang batu diperolehi monolitik lapisan adalah wajar kerana kandungan Ash rendah mereka dan kestabilan jangka panjang. Tambahan pula di ruang pengeluaran aluminium, katod yang digunakan dalam peringkat elektrolisis telah dihasilkan yang mengandungi sehingga 45 daripada calcined anthracite; sambil mengekalkan kestabilan pada suhu yang tinggi dan tiada kehilangan kekonduksian elektrik. sebagai tambahan kepada yang lebih konvensional-lapisan tatacara yang memastikan logam lebur diadakan pada suhu Malar (16).

Berkenaan dengan refraktori untuk pengeluaran besi dan keluli, dalam Relau letupan, monolith yang telah sembuh merangkumi 80 antrasit telah digunakan (17). Ia adalah penting bahawa Relau letupan dibarisi dengan refraktori yang berkesan dan tahan lama untuk memastikan yang berterusan, pengeluaran yang boleh dipercayai (18). Dalam Relau letupan moden, memakai lapisan terutamanya tertumpu di bahagian bawah Dewan, Hearth. Di sini, kadar aliran logam cecair yang tinggi, bermakna pergolakan dan tahap memakai yang tidak sekata di seluruh lapisan. Refraktori berdasarkan antrasit membuktikan nilai mereka dengan tahap rintangan yang tinggi kepada suhu, walaupun sehingga pelbagai kitaran Pemanasan melebihi 1,000 ° c, ujian kejutan haba, ujian rintangan kimia dan pengoksidaan. Dalam contoh ini, monolitik antrasit adalah sangat mantap untuk kestabilan volum pukal (19). Jenis karbon refraktori daripada Relau-perasa letupan adalah biasanya pada perintah 700 hingga 750 mm tebal, dengan panjang sekitar 2 meter (20).

Memandangkan Perkhidmatan jangka panjang sesuatu lapisan tertentu, tiada bahan yang kebal daripada kegagalan. Secara umum, lebih banyak pemanasan dan penyejukan kitaran ada, lebih cepat refraktori akan gagal. Ia direkodkan, bagaimanapun, bahawa lebih rapuh refraktori akan gagal lebih cepat; debu arang batu/anthracite refraktori terkenal dengan kelembutan saudara mereka (21). Diberi perhatian adalah saiz liang yang menghadap ke mana-mana refraktori berasaskan karbon; Jika saiz liang terlalu besar, jumlah kecil logam lebur boleh mengumpul di dalamnya dan sejuk, menghasilkan apa yang dipanggil ' pemukul '. Fenomena ini boleh memberi kesan kepada keberkesanan keseluruhan refraktori.

Dalam aplikasi lapisan pelebur, anthracite/calcinite dan padang resinous boleh digunakan untuk membentuk pes refraktori, yang berkesan dapat mengisi jurang antara bata refraktori, panel atau monoliths (22). Kekuatan mampatan unggul diberikan oleh anthracite yang terdapat dalam pes ini, terutamanya pada julat suhu yang lebih tinggi sering dialami oleh pes tersebut, terutamanya jika dibandingkan dengan asfathalt generasi sebelumnya atau resin berasaskan karbon bituminous.

Greensand Dan Pengasas: Penggunaan Habuk Arang Batu Dalam Aplikasi Pemutus

Debu arang batu
adalah bahan tambahan dalam proses membentuk Pasir hijau, sebagai bahan tambahan yang di bawah kedua-dua puak dan pengoksidaan. Dalam pemilihan pelakon Pasir hijau moden, antrasit menggantikan bitumen arang batu, yang mana di atas Pemanas dan mengeluarkan bahan cemar berbahaya seperti benzene, xylene dan toluene. Adalah penting bahawa arang batu bitumen digantikan dengan bahan berkarbon yang sama dengan baik, tetapi dengan profil yang kurang merosakkan alam sekitar. Secara eksperimen, anthracite(23) mengeluarkan pencemar yang kurang berbahaya daripada arang batu bituminous tidak(24). Penggunaan debu arang batu mengurangkan kecacatan terbakar, meningkatkan kemasan permukaan, dan mengurangkan penembusan logam. Selain itu, ia menghalang pembasahan, proses di mana logam lebur mematuhi Pasir dalam acuan dan meninggalkan kecacatan pada permukaan produk. Penggunaan debu arang batu juga menghalang fenomena seperti 'membakar', di mana oksida besi dihasilkan di permukaan kerana sebatian organik yang tidak menentu yang diberikan oleh pembakaran habuk arang batu(25).

lelaki menuah logam lebur ke dalam acuan

Mencegah Basah Dalam Pemutus

Basah adalah isu yang dihadapi di ruang pemutus oleh banyak pengasas, kerana bahan-bahan yang terdedah kepada basah sering digunakan. Basah diketahui untuk membuat kecacatan permukaan, namun sering diturunkan dengan menggunakan habuk arang batu atau anthracite dalam campuran pasir.

Pyrolysis bahan karbohidrat pada suhu tinggi mendepositkan filem nipis karbon pepejal di logam bulan - antara muka pasir. Lapisan sedemikian menghalang penembusan logam ke pasir dan penembusan pasir ke logam. Pencegahan penembusan bermakna tiada kecacatan permukaan boleh berlaku, dan oleh itu tiada pemesinan selepas pemutus burrs diperlukan. Habuk arang batu yang kebanyakannya anthracite, yang mempunyai kapasiti coking yang baik diutamakan untuk permohonan ini. Di samping itu, ia tidak akan mempunyai lebih daripada 30% dengan berat sebatian organik yang tidak menentu, kurang daripada 0.8% sulfur dan abu rendah(26).

Peningkatan tekanan ringan dijangka dan diperhatikan kerana gas pengusiran pyrolysis serta penyejatan air atau cecair lain di dalam pasir. Peningkatan tekanan sedemikian adalah sederhana dan mudah diterima oleh pasir dan logam, bagaimanapun jika hidrogen dikeluarkan ia boleh menembusi logam kerana ia mempunyai jejari atom yang cukup kecil(27).

Debu Arang Batu Dalam Pemutus Berterusan: Lapisan Tundish

Pengasas moden menggunakan teknik pemutus yang berterusan untuk memastikan penggunaan tumbuhan yang tinggi, memacu kos pengeluaran. Salah satu alat yang diperlukan untuk mencapai ini adalah tundish, yang merupakan struktur chute atau box-like yang digunakan untuk pengangkutan logam lebur dari satu bahagian tumbuhan ke yang lain.

Tundishes diperbuat daripada keluli dan mempunyai beberapa lapisan penebat antara kulit luar mereka dan di mana logam lebur akan dikendalikan. Magnesia karbon adalah salah satu penebat yang paling biasa digunakan untuk prestasi haba yang unggul - ia diperbuat daripada magnesia dan sumber karbon seperti anthracite atau graphite. Modulates karbon dan sebahagian besarnya menghalang pengembangan magnesia pada suhu tertinggi, menjadikannya lebih sesuai untuk kegunaan jangka panjang dengan banyak kitaran pemanasan dan penyejukan. Spalling dikurangkan dengan peningkatan kandungan karbon (28), manakala modulus Young bahan keseluruhan ditingkatkan dengan lebih banyak karbon hadir (29). Dalam refraktori karbon magnesia untuk lapisan tundish, anthracite digunakan dalam sehingga 15% dengan berat. Satu kelemahan adalah bahawa kemerosotan refraktori boleh dipercepatkan dengan kehadiran oksida besi yang mengoksidakan karbon(30).

Kegunaan Lain

Anthracite calcined telah digunakan bersama-sama dengan padang resinous untuk menghasilkan pes refraktori yang sangat berkesan, yang digunakan dalam lapisan periuk pelabur aluminium. Meneruskan tema pes refraktori, didapati bahawa resin yang kaya dengan anthracite jauh lebih unggul dari segi kekuatan mampatan pada suhu tinggi daripada yang biasa digunakan resin jenis asfata (31). Debu arang batu telah menemui penggunaan dalam simen refraktori dan konkrit, dengan kemasukan sebagai sebahagian daripada komponen agregat dalam campuran konkrit seawal tahun 1910-an dan 1920-an(32,33). Walaupun penambahan debu arang batu tidak menyumbang kepada aktiviti pozzolanic yang dihasilkan papak konkrit, kemasukan ini tidak meningkatkan prestasi haba keseluruhan. Penambahbaikan prestasi sedemikian amat dihargai di mana konkrit mungkin tertakluk kepada suhu tinggi yang berselang-seli atau berterusan, seperti di stesen janakuasa, sebagai barisan pertahanan selanjutnya di samping tetulang keluli dalam konkrit itu sendiri.

Ringkasan

Habuk arang batu (anthracite) adalah bahan berguna yang didapati sebagai bahan tambahan dalam aplikasi refraktori, terutamanya menarik kerana sifat dan ubi yang agak murah
Sebagai bahan tambahan kepada bata refraktori, ia menyediakan hartanah yang dipertingkatkan secara besarnya oleh peningkatan porositi
Dalam serpihan Relau, debu arang batu sebagai bahan refraktori menyediakan kekuatan jangka panjang dan prestasi haba yang tinggi; dalam pengeluaran keluli, ia digunakan untuk garis impak tinggi Relau, menyediakan hayat perkhidmatan yang panjang
Dalam aplikasi pemutus, adalah tambahan biasa untuk acuan pasir hijau menyediakan proses yang lebih cekap dengan mencegah kecacatan seperti membakar dan menghalang basah
Dalam pemutus berterusan, habuk arang batu / anthracite adalah komponen penting dalam beberapa bahan berlapis yang digunakan untuk lapisan tundish, menawarkan sifat mekanikal yang dipertingkatkan kepada refraktori berasaskan mangan yang sebahagian besarnya
Di kawasan lain, ia digunakan sebagai pes refraktori dan dalam cements/koncretes yang menyediakan ciri prestasi haba yang lebih tinggi
Penggunaan habuk arang batu / anthracite serbuk merentasi pelbagai tetapan refraktori adalah bukti prestasinya yang tinggi, walaupun sifatnya seolah-olah counterintuitive menggunakan bahan mudah terbakar dalam senario suhu yang sangat tinggi
Anthracite calcined (tidak dibincangkan di sini) mempunyai sifat refraktori selanjutnya, dengan ketara memperluaskan skop untuk bahan yang sudah di mana-mana dan boleh dipercayai

Pegmatite Afrika adalah pelombong terkemuka, pengilang dan pembekal anthracite berkualiti tinggi untuk pelbagai aplikasi, termasuk dalam refraktori. Menyediakan perkhidmatan yang berdedikasi, jangkauan yang luas dan dekad pengalaman, Pegmatite Afrika adalah rakan kongsi untuk anthracite milled dan suite penuh bahan-bahan refraktori lain.

Rujukan:

1 E. M. M. Ewais, J. Ceram. SoC. Jepun, 2004, 112, 517

2 S. W. Zhang, Adv. Mini. Tech. 2006, 45, 2246

3 H. B. Simpson, J. am. Ceram. SoC., 1932, 15, 520

4 M. H. Rahman et Al., Procedia Eng., 2015, 105, 121

5 K. Kasoya et Al., J. Phys. Chem. REF. Data 1985, 14, 947

6 M. D. Rahman et Al., kesan peratusan (jisim) arang batu pada tingkah laku mekanikal dan haba penebat bata kebakaran yang dikeluarkan oleh burnout process dalam Forum Antarabangsa ke-9 di teknologi strategik, bazar Cox, Bangladesh, 2014

7 G. R Eusner dan J. T. tanah, kebolehsuaian letupan-Relau refraktori dalam Mesyuarat kelapan belas Persatuan seramik Amerika, Pittsburgh, 1958

8 US paten 4307199, 1981, tamat tempoh

9 M. Sutan et Al., Ceram. Int., 2012, 38, 1033

10 m. Guite et Al., Ceram. Int., 1984, 2, 59

11 V. V. Tkach et Al., kaca ceram., 1999, 56, 158

12 G. Bathan et Al., Int. J. Emerg. Mini. Eng., 2014, 2, 7

13 C. P. Bergmann et Al., Refrakta. Ind. Ceram., 2008, 49, 320

14 O. Sassi et Al., MATEC web conf., 2018, 149, 1043

15 H. Hayashi et Al., J. logam, 1968, 20, 63

16 G. Wilde dan G. Lange, J. logam, 1968, 20. 67

17 F. Vernilli et Al., Ironmaking dan Steelmaking, 2005, 32, 459

18 S. A. Podkopaev, Refraktori IND. Ceram., 2004, 45, 235

19 S. GE et Al., Metallurg. Mater. Trans. B, 1968, 20. 67

20 S. V. Olebov, refraktori, 1964, 5, 189

21 K. Andreev et Al., J. EUR. Ceram. SoC., 2014, 34, 523

22 M. F. Goncalves et Al., bahan api Energ. Abstr., 1998, 1, 55

23 G. Thiel dan S. R. Giese, Am. Foundry Soc. Trans., 2005, 113, 471

24 J. Wang dan F. S. Cannon, Kajian pyrolysis bahan tambahan karbonaceous dalam pengasas pasir hijau di Seattle: Persidangan Karbon Antarabangsa, 2007, Seattle

25 F. S. Cannon et al., Environ. Mini. Tech., 2007, 41, 2957

26 A. Singh, Trans. Ind. Ceram. SoC., 1982, 41, 21

27 R. M. Duarte et al., Ironmaking dan Steelmaking, 2013, 40, 350

28 D. Bell, kejutan haba magnesia-graphite refraktori, dalam UNITECR ' 91-Int. Tech. Conf. Refraktori, Achen, 1991

29 K. Ichikawa et al., Kesan penambahan padang pada bata MgO-C, dalam UNITECR ' 95-Int. Tech. Conf. Refraktori, Kyoto, 1995

30 S. Zhang dan W. E. Lee, Int. Mater. Rev., 2000, 45, 41

31 Y. Li et al., Eksperimen Prestasi Mekanikal Bahan Ramming Hati Letupan Relau dan Mortar Refraktori Bata Karbon dalam Persidangan Antarabangsa Ke-2 Kejuruteraan bahan dan Aplikasi, Shanghai, 2015

32 Paten AS US1854899, 1929, tamat tempoh

33 Paten AS US1275354, 1917, tamat tempoh