Огнеупорные применения стеклянных порошков

Огнеупорный материал
является тот, который имеет высокую переносимость температуры, и при высокой температуре устойчив к растрескиванию, деградации или других химических атак. Порошковое стекло может выступать в качестве компонента в производстве огнеупорных материалов. Секторы производства железа и стали потребляют 70 мировых поставок огнеупорных материалов (1). Огнеупорные материалы приходят в несколько классов; кислых, основных, оксид-углерода или специализированных. В качестве основного источника кремнезема (2), молотое стекло, следовательно, кислый огнеупорный материал; кремнезем является наиболее часто используемым огнеупором (3). Подсчитано, что более 200 миллионов тонн стеклянных отходов генерируется ежегодно (4), поэтому повторное использование, как большая часть этого стекла отходов является обязательным. Поскольку это отходы, он очень недорог и, таким образом, привлекателен для промышленного использования.

Подавляющее большинство
молотого стекла
добыто из контейнера для отходов и стекла пластины (5). Отходы стекла, как правило, собираются на муниципальном уровне и испытывает количество очистки, прежде чем он измельчается в гранулы называют кульлет. Cullet сам может быть расплавлен непосредственно для производства большего количества стекла, или он может быть измельченных в мелкий порошок. Решающее значение для процесса является идентификация самого стекла - стекло с высоким содержанием металла или металлоидов может привести к отсутствию единообразия в самой культе, порошкообразной культе, если он обрабатывается по этому маршруту, или в любом будущем стеклянном продукте.

Повторное использование стеклянного кульлета имеет важное значение в связи с диспропорциями в переработке отходов в той или иной стране. Великобритания, например, не может обрабатывать все зеленое стекло (главным образом из винных бутылок) он использует и поэтому должны экспортировать зеленый стеклянный кульлет. Было бы полезно использовать культе на местном уровне, а не экспортировать.

Молотое стекло нашло применение в производстве изоляции стекловолокна и в качестве потока в производстве кирпича. Однако это не огнеупорные материалы сами по себе. Подмножество кирпичей, однако, так называемые "огненные кирпичи".

огнеупорный, который использует стеклянный порошок

Огнеупоры

Огнеупорные материалы производятся последовательным процессом: переработка сырья, формирование, а затем обжига. Огненные кирпичи являются примером кремнезема,содержащего огнеупорный материал. Они ценятся за их высокую устойчивость к температуре. Такие кирпичи содержатся в стальных и стеклянных печах и со временем включаются в состав грунтового стекла (6) в качестве основного компонента. Были продемонстрированы другие виды использования за пределами кирпича, такие как тундишна и керамика и цементы.

ковшей

Тундиш - это устройство, используемое в непрерывном производстве стальных изделий, которое выступает в качестве буфера между печкой и литье формы. Решающее значение для эффективного производства стали является то, что расплавленная сталь не начинает охлаждаться и затвердевать в других местах, кроме плесени. Таким образом, тюндии изолированы несколькими слоями огнеупорных материалов (7). В дополнение к изоляторам, tundishes все чаще используются для оказания помощи в очищении расплавленной стали, чтобы поглощать неметаллические примеси и предотвратить окисление (8).

При выборе огнеупорных материалов для формирования тонциарных слоев, важно учитывать не только свойства самого материала, но и свойства, выведенные из формы, в которой он находится. Tundishes выложены слоями огнеупорных кирпичей, как правило, длятся меньше времени, чем накладки из одного, налил огнеборцы (9) (менее пяти нагревается по сравнению с 30 для более монолитного типа). Ранний тундишный лайнер состоял из силиката натрия, который сам образовался в виде реакции кремнезема и гидроксида натрия.

Особенно полезной особенностью кремнезема - и, следовательно, земляного стекла - является то, что он способен удалить оксид железа из расплавленной стали, как в тундическом, так и при непосредственном введении в расплавленную сталь (10). При использовании непосредственно в расплавленной алюминиевой стали, молотое стекло заменяет необходимость силицицида кальция, необходимого для преобразования странствующих частиц глинозема. Силицид кальция является легковоспламеняющимся и может воспламеняться спонтанно в воздухе. Исследования показали, что требуется всего 122 г на тонну расплавленной стали. Как часть лайнера, кульлет может быть использован и действует как поток, помогая в очищении расплавленного металла (11) и потенциально обеспечивая преимущества вниз по течению, такие как улучшение пластичности и обрабатываемости.

Keramik

Молотый культе нашел применение в
производстве керамики
наряду с каолин и глины, эти керамики очень терпимы к изменению температуры, якобы из-за присутствия земли стекла полученных кремнезема огнеупорные (12), и рассматриваются в качестве кандидатов для использования в суровых условиях окружающей среды из-за их химического сопротивления (13). С обработкой kaolin и глины в этом путе, молотое стекло можно преобразовать в синтетическую керамику wollastonite (14), само использовать как изолятор в rockwool, и для более дальнейшего включения в керамику с требованием для высокого термического Производительности.

В качестве компонента в производстве возобновляемых керамических фрит из отходов, молотое стекло оказалось полезным наряду с керамическим шламом для формирования энгобес, которые затем могут быть преобразованы в термически стабильные плиточные изделия (15). Состав не только устойчив к нагреванию до 1450 градусов по Цельсию, но и значительно дешевле, чем производство фрити и энгобес из новых материалов. Engobe представляет собой тонкий слой в основном глины на основе материалов, используемых на и с керамикой, чтобы обеспечить механические свойства. Одним из многих преимуществ использования грунтового стекла в engobe является экономия энергии, необходимой для производства - как он ведет себя как поток в процессе производства. При производстве каменной посуды керамика может быть изготовлена с большим процентным компонентом из молотого стекла, спекаясь при 1000 градусах Цельсия, с твердостью и прочностью, сравнимой с обычным фарфором (16) - исследователи связывают силу с взаимодействием между стеклом и глины, производя несколько кристаллических фаз.

Цементы и кирпичи

При производстве цементов, молотое стекло уже давно используется в качестве агрегата. В порошковой форме, исследователи заметили, что молотое стекло дает некоторые pozzolanic деятельности. Проще говоря, чем тоньше порошок молотого стекла, тем сильнее позоланическая активность. В некоторых сценариях количество портлендского цемента в бетонной смеси может быть заменено молотым стеклом (17). Огнеупорный цемент аналогис обычного цемента, но Портленд цемента заменяется различными алюминия кальция. Он используется, когда требуется прочность при высокой температуре, например, в печных накладковых накладок (18).

Дополнительным преимуществом использования молотого стекла в огнеупорном цементе является его способность уменьшать расширение щелочи-кремнезема, хотя отмечается, что размер частиц играет существенную роль (19). Данные, представленные в литературе, показывают, что если отходы стекло мелко измельчено, особенно для классов до 75 мкм, щелочь-кремней эффект не происходит и долговечность раствора сохраняется или даже усиливается (20). Предотвращение этого эффекта продлевает срок службы огнеупорного цемента. Кроме того, использование отходов стеклянных материалов приведет к снижению финансовых и экологических издержек в производстве цемента (21).

В одном исследовании было установлено, что включение стекла отходов повысило эксплуатационные характеристики производимого огнеупорного кирпича: уменьшилась усадка обжига, в то время как плотность навалом и сжатие увеличились с большим содержанием стекла (22). Наряду с оксидом кальция, молотое стекло - как источник кремнезема - был использован для формирования кремнезема огнеупорных кирпичей (23), а также наряду с известняковой пыли для производства кирпичей с повышенными свойствами сжатия (24). Кроме того, наземное стекло было использовано в согласии с биомассой и глиной для производства эффективного огненного кирпича из исключительно возобновляемых материалов (25).

Схожие концепции

Силикат рисовой шелухи является натуральным продуктом, полученным из фрезерования рисовой шелухи, он имеет высокое содержание кремнезема и похож по свойствам на ультра-тонкое молотое стекло.

Он был использован для производства кордиерита для тепловых целей изоляции (26). Использование кремнезема песка в производстве огнеупорных кирпичей также обеспечивает повышенные механические свойства, и высокую производительность при типичных огневого кирпича рейтингу температур (27). Silica песок, как и силика рисовой шелухи, представляет собой мелкий порошок, который в целом похож на молотое стекло.

Резюме

Наземный класс (кульлет) является недорогим продуктом, который в значительной степени идет на свалку, если он не перерабатывается. Это жизнеспособный источник кремнезема.
Используется в производстве стали и стекла для облицовки печей, часто как часть огнеупорного цемента.
Молотое стекло используется в тиндикатах в производстве стали, обеспечивая стабильный поток расплавленной стали при удалении примесей.
В огнеупорной керамике и каменной посуде, молотое стекло используется для замены некоторых из глиняного материала и при этом увеличивает тепловые возможности и прочность.
В составе огнеупорных цементов, молотое стекло может быть добавлено, чтобы заменить некоторые из агрегата, цемента или обоих - обеспечивая повышение прочности, долговечности и теплостойкости.
В огнеупорных кирпичах добавление грунтового стекла повысило некоторые механические характеристики производительности.
В целом, наземное стекло является жизнеспособным материалом для использования в огнеупорных приложений.

Ссылки

1 А. Муан и Э. Ф. Осборн, Фаза Равновесие среди оксидов в сталелитейном,Эддисон Уэсли, Рединг, США, 1965

2 М. Х. Рахман и др., Int. Дж.Саст. Построен. Env., 2017, 6, 37

А. Муан и С. Сомия, Дж.Ам. Ceram. Soc., 1959, 42, 603

4 З. Ма, и др., Конст. Построить. Матер. 2015, 93, 371

5 R. K. Dhir OBE et al., Устойчивое строительство материалов: Glass Cullet, Вудхед, Даксфорд, Великобритания, 2018

6 Патент США US3360387A, 1967, истек

7 Патент США US3963815A, 1974, истек

8 S. Aminorroya и др., Основные Tundish Порошок Оценка для непрерывного литья чистой стали, в AIS Tech - железо и стальные технологии конференции и выставки, Кливленд, 2006

9 И.В. Материкин и В.А. Молочков, огнеупоры, 1983,24, 108

10 Е. Т. Туркдоган, металлургия, 2004, 31, 131

11 патентов США US5366535A, 1992, истек и US617437B1, 1996, истек

12 М. Р. Сахар и др., Int. J. Горнодобывающая металлургия Мат., 2018, 25, 350

13 К. Окада, Eur. Дж.Серам. Soc., 2004, 24, 2367

14 В. Чжан и Х. Лю, Ceram. Int., 2013, 39, 1943

15 A. P. N. Oliveira et al., J. Cleaner Prod., 2015, 86, 461

16 Э. Бернардо, Дж.Ам. Ceram. Soc., 2008, 91, 2156

17 C. Ши и др., Цемент Конкр. Res., 2005, 35, 987

18 Н. Черный и др., Adv. Аппл. Ceram., 2010, 109, 253

19 В. Ли и др., Int. J. Бетонный Struct. Матер., 2018, 12, 67

20 A. Monterro et al., Управление отходами, 2005, 25, 197