Žiaruvzdorné spojivá zohrávajú kľúčovú úlohu v priemysle žiaruvzdorných materiálov, pretože poskytujú súdržnosť a pevnosť žiaruvzdorným materiálom. Ako popredný dodávateľ žiaruvzdorných spojív mám rozsiahle znalosti a skúsenosti v odbore. V tomto blogu preskúmam hlavné typy žiaruvzdorných spojív, ich vlastnosti a aplikácie.
1. Hydraulické viazače
Hydraulické spojivá sú jedným z najbežnejších typov žiaruvzdorných spojív. Vytvrdzujú chemickou reakciou s vodou, známou ako hydratácia. Táto reakcia vytvára silnú a odolnú matricu, ktorá drží žiaruvzdorné častice pohromade.
Portlandský cement
Portlandský cement je dobre známe hydraulické spojivo. Pozostáva hlavne z kremičitanov vápenatých a hlinitanov. Po zmiešaní s vodou vytvára hydráty kremičitanu vápenatého a hydráty hlinitanu vápenatého, ktoré dodávajú pevnosť. Portlandský cement sa široko používa pri výrobe žiaruvzdorných žiaruvzdorných materiálov pre rôzne priemyselné aplikácie, ako je vymurovanie pecí, pecí a panví. Ponúka dobrú mechanickú pevnosť a odolnosť voči tepelným šokom pri relatívne nízkych až stredných teplotách. Jeho použitie je však obmedzené pri veľmi vysokých teplotách v dôsledku rozkladu jeho hydrátov a tvorby fáz s nízkou teplotou topenia.
Cement hlinitan vápenatý
Hlinitanový cement vápenatý (CAC) je ďalším dôležitým hydraulickým spojivom v priemysle žiaruvzdorných materiálov. Skladá sa z hlinitanov vápenatých, ktoré reagujú s vodou za vzniku hydrátov. CAC má oproti portlandskému cementu niekoľko výhod. Má rýchlejší čas tuhnutia a vyšší skorý vývoj pevnosti, vďaka čomu je vhodný na rýchle opravy. Má tiež lepšiu odolnosť voči vysokým teplotám, keďže si dokáže udržať pevnosť až okolo 1400 - 1600°C. CAC sa bežne používa vo vysokoteplotných žiaruvzdorných materiáloch na výrobu ocele, tavenie neželezných kovov a sklársky priemysel.
2. Chemické spojivá
Chemické spojivá fungujú prostredníctvom iných chemických reakcií ako je hydratácia. Môžu vytvárať silné väzby medzi žiaruvzdornými časticami a často sa používajú v špecifických aplikáciách, kde sa vyžaduje odolnosť voči vysokej teplote a chemická stabilita.
Kyselina fosforečná a fosfátové spojivá
Kyselina fosforečná a jej soli sú široko používané ako chemické spojivá. Kyselina fosforečná môže reagovať s oxidmi kovov v žiaruvzdorných materiáloch za vzniku fosfátových zlúčenín. Tieto fosfátové zlúčeniny majú vysoké teploty topenia a dobré adhézne vlastnosti. Žiaruvzdorné materiály spájané fosfátmi sú známe svojou vynikajúcou odolnosťou voči tepelným šokom a pevnosťou pri vysokých teplotách. Bežne sa používajú pri obložení vysokých pecí, konvertorov na výrobu ocele a iných vysokoteplotných priemyselných pecí. Napríklad spojivá na báze fosforečnanu hlinitého sa používajú na lepenie žiaruvzdorných materiálov na báze oxidu hlinitého, ktoré poskytujú pevnú a trvanlivú výstelku.
Silikátové spojivá
Silikátové spojivá, ako je kremičitan sodný a kremičitan draselný, sú tiež dôležité v priemysle žiaruvzdorných materiálov. Silikátové spojivá vytvrdzujú procesom dehydratácie a polymerizácie. Majú dobrú priľnavosť k žiaruvzdorným časticiam a môžu poskytnúť určitý stupeň pevnosti pri izbovej teplote. Avšak pri vysokých teplotách môže silikátová matrica podliehať fázovým zmenám a zmršťovaniu, čo môže ovplyvniť výkon žiaruvzdorného materiálu. Silikátovo viazané žiaruvzdorné materiály sa často používajú v aplikáciách, kde sa vyžadujú mierne teploty a dobrá chemická odolnosť, ako napríklad pri vymurovaní niektorých chemických reaktorov a spaľovní.
3. Organické spojivá
Organické spojivá sa používajú v niektorých žiaruvzdorných aplikáciách, najmä ak sú potrebné dočasné lepenie alebo špeciálne požiadavky na spracovanie. Zvyčajne sa odstraňujú počas procesu vypaľovania alebo zahrievania, pričom zanechávajú poréznu žiaruvzdornú štruktúru.
Živice
Živice, ako sú fenolové živice a furánové živice, sú bežne používané organické spojivá. Fenolové živice sú termosetové polyméry, ktoré môžu poskytnúť dobrú pevnosť v surovom stave žiaruvzdornej zmesi pred vypaľovaním. Často sa používajú pri výrobe žiaruvzdorných tehál a tvaroviek, pretože môžu pomôcť pri procese formovania. Furánové živice sa tiež používajú, najmä v aplikáciách, kde sa požaduje vysoký obsah uhlíka, ako napríklad pri výrobe žiaruvzdorných materiálov obsahujúcich uhlík. Organické spojivá však majú obmedzenia pri vysokoteplotných aplikáciách, pretože sa pri relatívne nízkych teplotách vypaľujú a zanechávajú póry v žiaruvzdornom materiáli.
škrob
Škrob je prírodné organické spojivo, ktoré možno použiť v niektorých žiaruvzdorných aplikáciách. Je to lacné a môže poskytnúť určitú pevnosť väzby počas zeleného stavu. Škrob sa často používa v kombinácii s inými spojivami na zlepšenie spracovateľnosti žiaruvzdornej zmesi. Bežne sa používa pri výrobe ľahkých žiaruvzdorných materiálov, kde jeho vyhorenie pri výpale môže prispieť k vytvoreniu poréznej štruktúry.
4. Anorganické nehydraulické spojivá
Anorganické nehydraulické spojivá sa pri vytvrdzovaní nespoliehajú na hydratačné reakcie. Môžu vytvárať pevné väzby prostredníctvom fyzikálnych alebo chemických mechanizmov pri vysokých teplotách.
Hlina
Hlina je tradičné anorganické nehydraulické spojivo. Obsahuje rôzne ílové minerály, napríklad kaolinit. Po zmiešaní so žiaruvzdornými časticami môže hlina poskytnúť zmesi plasticitu, čo uľahčuje jej tvarovanie. Počas procesu výpalu prechádzajú ílové minerály štrukturálnymi zmenami a vytvárajú keramickú väzbu. Hlinkou spájané žiaruvzdorné materiály sú široko používané v nízko- až stredne-teplotných aplikáciách, ako napríklad pri obložení niektorých priemyselných pecí a pecí. Majú dobré tepelnoizolačné vlastnosti a odolávajú miernym teplotným šokom.
Alumina Sol
Alumina sol je anorganické nehydraulické spojivo, ktoré pozostáva z koloidných častíc oxidu hlinitého dispergovaných v kvapalnom médiu. Keď sa kvapalina odparí, častice oxidu hlinitého sa spoja a vytvoria súvislú sieť, ktorá poskytuje pevnosť väzby. Žiaruvzdorné materiály spájané sólom oxidu hlinitého majú vynikajúcu stabilitu pri vysokých teplotách a možno ich použiť v aplikáciách s veľmi vysokými teplotami, ako je napríklad letecký priemysel a výskum pri vysokých teplotách.
Aplikácia a výber žiaruvzdorných spojív
Výber žiaruvzdorného spojiva závisí od viacerých faktorov, vrátane teploty aplikácie, typu žiaruvzdorného materiálu, požadovaných mechanických vlastností a spôsobu spracovania. Napríklad pri aplikáciách výroby ocele pri vysokých teplotách sa často uprednostňujú spojivá z hlinitanu vápenatého alebo fosforečnanu kvôli ich odolnosti voči vysokým teplotám a pevnosti. Na rozdiel od toho pri nízkoteplotných izolačných aplikáciách môžu postačovať organické spojivá ako škrob alebo hlina.
Ako dodávateľ žiaruvzdorného spojiva chápem dôležitosť poskytovania správneho spojiva pre každú aplikáciu. Ponúkame široký sortiment žiaruvzdorných spojív, vrátane tých na bázeKorund hlinitý,Žiaruvzdorné chemikálie, aSpinel z oxidu magnézia. Naše produkty sú starostlivo formulované tak, aby vyhovovali špecifickým potrebám našich zákazníkov, či už ide o veľké priemyselné pece alebo malé výskumné projekty.
Záver
Záverom, hlavné typy žiaruvzdorných spojív zahŕňajú hydraulické spojivá, chemické spojivá, organické spojivá a anorganické nehydraulické spojivá. Každý typ má svoje vlastné jedinečné vlastnosti a aplikácie. Pochopením charakteristík týchto spojív môžeme vybrať to najvhodnejšie pre konkrétnu žiaruvzdornú aplikáciu.
Ak potrebujete vysokokvalitné žiaruvzdorné spojivá pre svoje projekty, odporúčam vám kontaktovať nás kvôli obstarávaniu a ďalšej diskusii. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám pri hľadaní najlepších riešení pre vaše potreby žiaruvzdorných materiálov.
Referencie
- Schneider, H., & Somers, J. (2008). Príručka žiaruvzdorných materiálov. Wiley - VCH.
- Príručka NIST 44 - Špecifikácie, tolerancie a iné technické požiadavky na vážiace a meracie zariadenia.
- Medzinárodné normy ASTM pre žiaruvzdorné materiály.