Cao SiO2 2 hingga 1 Panduan Bahan Refraktori Nisbah

2025-10-09 14:14:12

Panduan ke Cao-Sio₂ 2: 1 Nisbah bahan refraktik

1. Pengenalan

Bahan refraktori adalah penting dalam aplikasi perindustrian suhu tinggi seperti pembuatan keluli, pengeluaran simen, dan pembuatan kaca. Di antara pelbagai komposisi refraktori, bahan -bahan berasaskan kalsium oksida (CAO) dan silikon dioksida (SIO₂) digunakan secara meluas kerana kestabilan haba yang sangat baik, rintangan kakisan, dan kekuatan mekanikal.

A 2: 1 nisbah molar CaO ke SiO₂ membentuk diciccium silikat (Ca₂sio₄ atau C₂s), fasa utama dalam banyak sistem refraktori. Panduan ini meneroka sifat-sifat, proses pembuatan, aplikasi, dan cabaran yang berkaitan dengan refraktori nisbah Cao-Sio₂ 2: 1.

---

2. Pembentukan Komposisi dan Fasa

2.1 Reaksi Kimia

Reaksi antara CAO dan SIO₂ pada suhu tinggi membawa kepada pembentukan silikat kalsium. Fasa utama dalam sistem Cao-Sio₂ termasuk:

- Dicalcium silikat (ca₂sio₄ atau c₂s) - bentuk pada nisbah molar 2: 1.

- Tricalcium silikat (ca₃sio₅ atau c₃s) - bentuk pada nisbah 3: 1.

- Kalsium metasilicate (casio₃ atau cs) - bentuk pada nisbah 1: 1.

Nisbah 2: 1 memastikan dominasi C₂s, yang mempamerkan:

- Titik lebur yang tinggi (~ 2130 ° C)

- Rintangan kejutan terma yang baik

- Kekuatan mekanikal sederhana

- pengembangan terma yang rendah

2.2 Fasa Mineralogi

C₂s wujud dalam beberapa polimorf:

- α-C₂S (stabil melebihi 1425 ° C)

- α'H-C₂S (fasa pertengahan)

- α'l-c₂s (fasa pertengahan)

- β-c₂s (metastable pada suhu bilik)

- γ-c₂s (stabil pada suhu bilik, aktiviti hidraulik rendah)

Fasa β-C₂S lebih disukai dalam refraktori kerana kestabilan dan sifat mekanikalnya.

---

3. Proses pembuatan

3.1 Pemilihan Bahan Mentah

Bahan mentah yang tinggi adalah penting untuk prestasi yang optimum:

- Lime (CaO): Berasal dari batu kapur yang dikalkul (Caco₃).

- Silika (Sio₂): kuarza kemelut tinggi atau pasir silika.

- Aditif: Jumlah penstabil kecil (mis., B₂o₃, p₂o₅) untuk mencegah transformasi polimorfik.

3.2 Mencampurkan dan membentuk

1. Penyediaan Batch: Bahan mentah ditimbang dan dicampur dalam nisbah molar 2: 1.

2. Pencampuran basah atau kering: memastikan homogenitas.

3. Membentuk Kaedah:

- Menekan: Uniaxial atau isostatic menekan untuk bentuk padat.

- Penyemperitan: Untuk geometri kompleks.

- Pemutus: Pemutus slip untuk struktur halus.

3.3 Menembak dan Sintering

- Preheating: Membuang kelembapan dan kekotoran organik.

-Penembakan suhu tinggi (1400-1600 ° C): Borang C₂s melalui tindak balas pepejal.

- Penyejukan terkawal: menghalang transformasi fasa yang tidak diingini.

3.4 selepas rawatan

- Pengisaran dan pemesinan: Mencapai dimensi yang tepat.

- Permohonan salutan: Meningkatkan rintangan kakisan.

---

4. Ciri-ciri Cao-Sio₂ 2: 1 refraktori

4.1 sifat terma

- Refractoriness yang tinggi: titik lebur> 2000 ° C.

- Kekonduksian terma yang rendah: Mengurangkan kehilangan haba.

- Rintangan kejutan terma yang baik: disebabkan pengembangan haba sederhana.

4.2 sifat mekanikal

- Kekuatan sederhana: lebih rendah daripada alumina tetapi mencukupi untuk banyak aplikasi.

- Rintangan Abrasion: Sesuai untuk persekitaran erosif.

4.3 Rintangan Kimia

- Rintangan Slag Asas: Melaksanakan dengan baik dalam pembuatan keluli.

- Rintangan Asid: terhad; tidak sesuai untuk keadaan yang sangat berasid.

4.4 Rintangan penghidratan

- Pure C₂s terdedah kepada penghidratan, tetapi bahan tambahan (mis., Fe₂o₃, al₂o₃) meningkatkan kestabilan.

---

5. Aplikasi

5.1 industri keluli

- Lingkaran Ladle: Menentang Slags Asas.

- Tundish refractories: Menyediakan penebat haba.

5.2 Industri simen

- Kiln Linings: Menahan suhu tinggi dan serangan kimia.

5.3 Industri Kaca

- Komponen relau: Menentang kakisan kaca cair.

5.4 Metalurgi bukan ferus

- Tembaga dan nikel peleburan: Mengendalikan slag yang agresif.

---

6. Kelebihan dan batasan

6.1 Kelebihan

- Kestabilan suhu tinggi: Sesuai untuk keadaan yang melampau.

-Kos efektif: lebih murah daripada refraktori alumina tinggi.

-mesra alam: Jejak karbon yang lebih rendah berbanding refraktori berasaskan magnesia.

6.2 Batasan

- Sensitiviti penghidratan: Memerlukan salutan pelindung.

- Kekuatan yang lebih rendah: Tidak sesuai untuk beban mekanikal berat.

- Rintangan asid terhad: tidak sesuai untuk persekitaran berasid.

---

7. Trend masa depan

- Nanostructured C₂s: Ciri -ciri mekanikal yang lebih baik.

- Refraktori hibrid: Menggabungkan C₂s dengan oksida lain (mis., Mgo, al₂o₃).

- Kitar semula: Menggunakan sisa industri (mis., Slag) sebagai bahan mentah.

---

8. Kesimpulan

Refraktori nisbah Cao-Sio₂ 2: 1 menawarkan keseimbangan kestabilan haba, rintangan kimia, dan keberkesanan kos. Walaupun kepekaan penghidratan tetap menjadi cabaran, penyelidikan berterusan bertujuan untuk meningkatkan ketahanan dan memperluaskan aplikasi. Pemilihan, pemprosesan, dan teknik aplikasi yang betul memastikan prestasi optimum dalam industri suhu tinggi.

---

Panduan ini memberikan gambaran menyeluruh tentang Cao-Sio₂ 2: 1 refraktori, membantu jurutera dan pengeluar membuat keputusan yang tepat untuk keperluan refraktori mereka.