1. Introdução de Mulita
A mulita é uma matéria-prima refratária com fase cristalina 3Al2O3.2SiO2 como componente principal. Mulita é dividida em duas categorias: mulita natural e mulita sintética. A mulita natural é rara e geralmente sintetizada. A composição química da mulita é Al2O371,8%, SiO228,2%.
A estrutura mineral é um sistema cristalino romboédrico, os cristais são longos colunares, semelhante a uma agulha, arranjo em cadeia, mulita em forma de agulha intercalada no produto para formar um esqueleto forte.
Tijolo refratário de mulita é dividido em 3 tipos.
α-mulite, equivalente a 3Al2O3-2SiO2 puro, referido como 3:2 tipo.
β-mulite, solução sólida com excesso de Al2O3, personagem ligeiramente inchado, referido como 2:1 tipo.
c-mulita, com uma pequena quantidade de TiO2 e Fe2O3 em solução sólida.
A mulita é quimicamente estável e insolúvel em HF. sua densidade é 3,03g/cm3, Dureza de Mohs 6~7, ponto de fusão 1870 ℃, condutividade térmica (1000℃) é 13,8 W/(m-K), coeficiente de expansão linear (20~1000℃) é 5,3×10-6℃, módulo elástico 1,47×1010Pa.
Mulita tem boas propriedades mecânicas e térmicas de alta temperatura, então os tijolos refratários de mulita sintética e seus produtos têm as vantagens de alta densidade e pureza, alta resistência estrutural em alta temperatura, baixa taxa de fluência em alta temperatura, pequena taxa de expansão térmica, forte resistência à erosão química, e boa resistência ao choque térmico.
2. Método de síntese de mulita
O método de síntese de mulita pode ser dividido em método de sinterização e método de eletrofusão. Método de sinterização de acordo com a forma de preparação da matéria-prima e existem métodos secos e úmidos, o processo seco é que os ingredientes são moídos juntos, após a prensagem ou prensagem de tarugos em forno rotativo ou forno de túnel.
O processo úmido consiste em adicionar água ao composto e triturá-lo até formar uma pasta, em seguida, pressione e desagua em bolo de lama, extrusão a vácuo na seção de lama ou tarugo de lama e depois disparada.
O método de fusão elétrica consiste em adicionar o composto ao forno elétrico a arco, derreter na alta temperatura formada pelo arco elétrico, cristal de precipitação de resfriamento feito de ingredientes de matérias-primas naturais (como bauxita, etc.). Pode ser esmagado diretamente para <1.5partículas mm sem moagem, e depois misturado com outras matérias-primas em pó no misturador.
A síntese de sinterização da mulita é geralmente realizada em 1650 ~ 1700 ℃. Os principais fatores do processo que afetam a síntese da mulita por sinterização são a pureza das matérias-primas, a finura das matérias-primas e a temperatura de calcinação.
A síntese de sinterização de podzolita depende principalmente da reação em fase sólida entre Al2O3 e SiO2 para completar, portanto, melhorar a dispersão das matérias-primas irá acelerar o processo de reação homogênea. Especialmente o <8partículas μm desempenham um grande papel na formação e sinterização de mulita sintética. Pode-se observar que as matérias-primas estão suficientemente misturadas com moagem fina, é promover a síntese da reação em fase sólida da mulita é uma importante condição do processo.
A mulita é geralmente gerada a 1200°C e terminada em 1650°C. Neste momento é um microproduto, quando a temperatura excede 1700 ℃ quando a cristalização está bem desenvolvida. Pode-se observar que a temperatura de combustão afeta diretamente a formação da mulita e o desenvolvimento de cristais.
Portanto, o aquecimento a uma certa temperatura de queima e a extensão de um certo tempo de espera são necessários para a síntese da mulita. A pureza das matérias-primas utilizadas na síntese dos tijolos de mulita é muito rigorosa, e uma pequena quantidade de componentes de impureza reduzirá o conteúdo de mulita.
Na produção industrial, é inevitável trazer uma variedade de impurezas, ter Fe2O3, TiO2, CaO, MgO, Na2O, K2O, dos quais o mais prejudicial é o Na2O, K2O, eles inibem a formação de mulita, e levar a um grande número de fase vítrea rica em sílica, reduzindo o conteúdo de mulita.
Fe2O3 retardará o processo de mulitização e aumentará a quantidade de fase vítrea. Quando o TiO2 está presente em pequena quantidade, alguns íons de Ti entram na estrutura da mulita para formar uma solução sólida e promover a formação de mulita e o desenvolvimento e crescimento de cristais, e quando o teor de TiO2 é muito alto, ainda desempenha o papel de agente de fusão.
O tijolo de mulita de fusão elétrica é fundido no forno elétrico a arco, mulita do cristal de precipitação de resfriamento por fusão e feita, seu processo de cristal de precipitação e diagrama de fases do sistema Al2O3-SiO2 semelhante ao processo de cristal de precipitação. Quando o Al2O3 do material correspondente é superior 71.8% do grupo teórico em mulita, uma solução sólida de mulita com excesso de Al2O3 dissolvido é formada, ou seja. β-mulite, and the corundum phase appears only when Al2O3>80%.
A composição da fase mineral da mulita eletrofundida é geralmente cristais de mulita e fase vítrea. Comparado com mulita sinterizada, mulita eletrofundida tem cristais bem desenvolvidos, grãos grandes, menos defeitos, e tamanhos de cristais centenas de vezes maiores que os da mulita sinterizada. Portanto, as propriedades mecânicas de alta temperatura e a resistência à erosão são relativamente melhores.
3. Formas comuns de mulita
Materiais de mulita podem ser produzidos por síntese direta de caulinita, minerais do grupo da sílica, hidróxido de alumínio ou alumina e sílica.
Materiais argilosos e minerais do grupo alumina ou sílica e alumina industrial nas condições de aquecimento Reação F para formar mulita primária e secundária, mulita primária formada na faixa de 1000 ~ 1200 ℃, aumentar ainda mais a temperatura, para que a cristalização aumente.
A formação da mulita secundária geralmente é concluída a 1650°C. Para produzir produtos densos de mulita, o método de sinterização em duas etapas é comumente usado.
Mulita tem duas formas cristalinas: em forma de agulha e prismático. Fase de vidro reforçado com mulita de agulha, fase de composição química do material, ao mesmo tempo, agulha refratários de material mulita do que o material mulita prismático.
A caulinita é aquecida rapidamente acima de 1400°C para formar mulita em forma de agulha. De outra forma, aquecimento lento a temperaturas mais baixas forma mulita prismática. Morfologia tubular e mulita esférica também foram relatadas, o primeiro provavelmente devido à tensão causada pelo tamanho incongruente dos tetraedros silício-oxigênio e alumino-oxigênio, e o último, a chamada mulita contendo nitrogênio.
As características de anisotropia de expansão térmica da mulita fazem com que ela tenha boa estabilidade térmica, material de mulita avançado para as peças do alimentador, pode ser substituído diretamente sem pré-aquecimento do alimentador operacional.
