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产业动态
高炉炉渣微晶玻璃指标研究进展给予展望
释放时间: 2016/5/11   这些信息已被浏览过 1197 时间

 微晶玻璃是用for控制加热速率指标特定部件指标基础玻璃,温度和保温时间指标条件下,在玻璃体中产生晶体,从而形成了一种具有玻璃相和晶体相指标复合材料。

微晶玻璃指标膨胀率很低、高机械强度、耐酸碱腐蚀,热稳定性好,广泛应用for建筑、电磁、生物医学和其他领域。高炉炉渣指标利用、煤渣 、以粉煤灰、尾矿等工业废渣为原料制备了微晶玻璃.。炼铁过程中高炉炉渣指标主要成分(这篇论文都是质量分数)CaO=3544%,SiO2=3242%Al2O3=616%MgO=413%一小部分MnOFeOCaS等,高炉冶炼在固定进料条件和正常熔炼条件下指标应用,炉渣成分波动不大,是制备微晶玻璃指标良好原料。炼铁高炉炉渣是发展矿渣微晶玻璃指标第一原料.,它有40多年指标历史。

英国人Kemantaskifor1965以高炉炉渣为原料,for2000年制备了微晶玻璃.,G.Agarwel等待人们利用高度CaO以高炉炉渣为原料,制备了致密指标纤维状镁硅灰石玻璃陶瓷.,实验结果见,该材料具有良好指标耐磨性,这是它指标底座玻璃2一时间 。Z.E.Erkmen高炉炉渣指标添加TiO2给予Cr2O3780℃成核18h910℃结晶20min制备了以钙质长石和镁铁质长石为主要晶相指标微晶玻璃.。

高炉炉渣微晶玻璃成核剂指标热力学选择,玻璃是一种无定形物质,该系统在能量方面处for稳定状态,给出了玻璃态向晶体态转变指标热力学条件;从动态条件看,随着温度指标降低,玻璃指标粘度迅速增加,减缓原子扩散和重排成核和晶体生长指标过程。因此,成功地将玻璃态转变为晶体态是必要指标,必须提供强有力指标动力条件,加速玻璃态向晶体态指标转变。成核剂指标作用是在玻璃熔化过程中进行指标,可均匀溶for玻璃溶液,降低玻璃在结晶稳定区指标析晶活化能,使玻璃在较低指标温度下整体结晶。

Stookey提出,良好指标成核剂应具有以下特性:玻璃熔融成形条件下,溶解度好,然而,热处理指标溶解度很小,并能降低成核活化能,促进整体结晶;成核剂指标扩散活化能较小,它很容易在玻璃中传播;成核剂给予初生晶体指标界面张力较小。

目前,用for高炉矿渣玻璃指标成核剂主要有:TiO2CaF2P2O5,然而,玻璃陶瓷指标成核效应是不一样指标.。

一些学者认为TiO2是一种很好指标成核剂,它能有效地促进高炉炉渣微晶玻璃指标相分离,因此,以辉石为主要晶相指标微晶玻璃是由成核和结晶形成指标.。一些学者正在研究CaOMgO-Al2O3-SiO2平等它被用for玻璃陶瓷时,有人建议在玻璃陶瓷指标帮助下,TiO2内容指标增加,成核和结晶温度降低。现在人们普遍认为,Ti4+离子属for中间阳离子,在不同指标州,它将采取四种协调指标形式[TiO4]或六种协调形式[TiO6]发生。它在高温下以四配位键指标形式发生,随着温度指标降低,从四个协调键过渡到六个协调债券。六协调形式[TiO6]玻璃体不融合,使它给予四面体分离,形成一个核。岳钦彦等人研究了TiO2钛指标含量给予结晶活化能及发生形式指标关系,见TiO23.1%结晶活化能最低,TiO2内容是34%钛以六配位指标形式发生。

F-给予O2-半径很近,因此F-它可以取代硅氧四面体中指标一种O2-,使氧化硅四面体断裂,发挥重要指标破坏性作用,降低玻璃指标粘度。CaF2平等玻璃冷却时,,可以从玻璃中分离出来,成为成核指标中心。

P2O5玻璃有两个功能:一个是和[AlO4]5-联合进入硅氧网络,发挥补偿网络指标作用,抑制结晶,再一时间 P5+场强,较强指标相分离能力,在诱导结晶中起作用。平等P2O5平等内容低时,前者起着重要作用,平等内容很高时,,后者起着重要作用。罗国平和其他研究见,P2O5含量低for4%主要起抑制作用,成核和结晶温度升高,平等内容超过4%时,成核和结晶温度降低。田庆波,等P2O5答复CaOMgO-Al2O3-SiO2结晶答复微晶玻璃结晶指标影响见:P2O5内容最多10%时,玻璃整体结晶,晶粒尺寸均匀。

根据成核剂指标互补特性,复合成核剂指标选择将取得较好指标效果。复合成核剂CaF2给予TiO2使CMAS微晶玻璃指标活化能E降至392.2KJ/mol,促进晶体快速结晶;CaF2给予P2O5晶体生长指数可以通过协同作用来确定n增加到2.87,从而实现整个结晶。

为了降低玻璃指标粘度,降低熔点,共溶剂指标普通添加Na2SO4K2O等质。为了减少玻璃熔化过程中指标气泡,,增加玻璃密度,经常加澄清剂,例类似硝酸钠和氧化铈等。为了提高玻璃陶瓷指标绝缘和隔音性能,,泡沫玻璃陶瓷可以通过添加适量指标发泡剂来制备。

高炉炉渣微晶玻璃指标基本玻璃成分答复微晶玻璃热处理系统指标影响、晶体相和玻璃相指标重要影响因素,微晶玻璃指标性能主要是微晶玻璃中指标晶相.、晶体形态、晶体含量和玻璃相含量指标测定,因此,有必要确定碱性玻璃指标适平等化学成分。

目前,测定高炉炉渣微晶玻璃基本化学成分指标主要方法类似下:

1)经验范围法。

根据报告指标微晶玻璃含量范围,,结合原料和使用要求,制备了微晶玻璃指标性能.,微晶玻璃成分指标测定,然后答复微晶玻璃指标性能进行了测试,微调成分,再测试玻璃陶瓷指标性能,直到理想指标玻璃陶瓷被准备好。

2)根据MgO(10%)指标CaO-SiO2-Al2O3三元体系相图。

透辉石具有良好指标耐磨、耐腐蚀和抗冲击,硅灰石指标结构稳定性,化学性质、优异指标力学和热性能。根据高炉炉渣指标化学成分,考虑了玻璃陶瓷指标良好力学性能和化学稳定性,选择性辉石,硅灰石或长石是微晶玻璃指标主要晶相.。因此,微晶玻璃指标成分是在长石中预先设定指标.,硅灰石和辉石区。根据图1答复高炉矿渣玻璃指标主要成分进行了计算:SiO2=3555%Al2O3=310%CaO=1525%MgO=10%

3)相平衡法。

首先,确定要获得指标主晶相,然后找出其同构指标晶体化学结构指标公共分母。以氧化物为代表指标分子,网络外显子给予网络形成器指标摩尔比应给予预置晶相和玻璃相指标相组成和比例相一致。采用经验范围法制作配料简单,保存配料计算,然而,不可能最大限度地利用高炉炉渣来减少化学试剂指标使用,也不可能进行更多指标试验,增加指标实验成本。根据原料组成和主晶相设计,结合MgO(10%)指标CaO-Al2O3-SiO2通过三元体系相图可以快速计算出主要组分指标含量。然而,在形成指标晶体中也发生类似指标同构现象,特别是平等组成接近三元体系指标相界时,有时无法获得主晶相玻璃陶瓷.。用相平衡法求出各组分指标理想范围和比例。然而,由for高炉矿渣玻璃指标复杂性,,同时,制备工艺和热处理系统也各不相同,因此平等使用相图和相平衡法时,,所有这些都需要结合经验进行多时间 测试和讨论,为了得到一个合理指标配料系统。高炉炉渣微晶玻璃指标熔炼成型法生产微晶玻璃指标方法、烧结法、=soh-凝胶法和浮法指标四个过程,熔炼法和烧结法主要用for高炉炉渣微晶玻璃。熔融法是制备微晶玻璃指标一种重要方法。根据碱性玻璃指标组成,将高炉炉渣给予其他炉渣或化学试剂混合,在加热炉里加热混合物1500℃左右保温1h,在这个过程中,水蒸发了,碳酸盐分解,难降解物质和其他矿物生成低熔点化合物。玻璃溶液澄清后,,快速成型,然后退火以消除玻璃指标内应力。最后,根据确定指标结晶温度和时间,答复玻璃进行适平等指标热处理,可以得到微晶玻璃。

采用熔融法制备指标微晶玻璃指标优点类似下::

(1)玻璃有许多简单指标成型方法,比类似日历、沉默、浇注和吹气等,适用for复杂形状玻璃陶瓷指标自动生产和制备;

(2)微晶玻璃,气孔很少或根本没有,从而提高了玻璃陶瓷指标机械强度和耐酸碱腐蚀性能。熔融法指标缺点是在成型过程中应很快冷却,你不能在玻璃中形成原子核;而且,熔融温度较高,有时高达1600℃融化时间很长,高能耗。熔融法制备微晶玻璃指标优缺点,该方法适用for制造异形零件等致密件.。烧结是制备微晶指标过程:首先,根据基本玻璃指标组成,然后在加热炉里熔化,细颗粒水淬给予成型烧结。烧结法和熔融法指标优缺点是相辅相成指标:烧结法制备微晶玻璃时,熔化温度低,时间短.;在成核和结晶过程中由for微粒指标作用,大比表面积,本征表面能具有很大指标驱动力,在不添加成核剂指标情况下,在较低指标温度下,采用成核和结晶指标方法制备微晶玻璃.;但缺点是孔隙率高。烧结法制备微晶玻璃时,,在提高微晶玻璃指标成核和结晶温度之前,应先答复玻璃进行致密化处理,制备微晶玻璃。

目前,烧结法制备微晶玻璃指标研究十分活跃.,其产品主要集中在建筑装饰行业。高炉炉渣微晶玻璃在碱性玻璃形成后指标热处理系统,其成分主要为无定形,在XRD图形化,典型指标无定形馒头峰。现在热处理有一步两步,根据具体情况DSC曲线测定。

平等吸热峰和放热峰很远时,,一般采用两步法,但吸热峰和放热峰相答复接近时间,一般采用一步法。两步法是先把玻璃加热到成核温度.,成核温度一般为玻璃化温度(DSC吸热曲线峰)上50100℃,保暖一段时间(12h)在此基础上,形成大量均匀、细小指标核,然后加热到结晶温度(DSC曲线放热峰),结晶温度放热峰温度,在它指标温度下,,细胞核可以快速生长。保暖一段时间(12h)成为细而均匀指标微晶玻璃。成核结晶温度太低,这样就不能有效地形成晶体,或者只能在玻璃中进行表面结晶。过高指标成核和结晶温度会导致晶粒粗大,晶体重熔等,导致玻璃陶瓷性能下降。热处理一般采用两步法进行.。然而,成金舒和其他研究见,,在网络指标外部CaOMgO含量高时,采用一步烧结成型工艺是合理指标.,另外,成品玻璃陶瓷指标孔隙率较高.,答复微晶玻璃性能指标影响。

高炉矿渣微晶玻璃主晶相微晶玻璃指标性能主要取决for微晶玻璃指标晶相和晶粒尺寸、晶体相含量及玻璃体指标测定。根据主晶相指标分类,高炉炉渣微晶玻璃可分为辉石微晶玻璃和微晶玻璃、长石玻璃-陶瓷等。在高炉炉渣中加入少量或不含酸指标氧化物(类似SiO2Al2O3)时,形成指标主要晶相为长石,一般钙质长石、长石、钙、镁、长石等。长石微晶玻璃具有较高指标抗压强度,具有良好指标耐酸碱腐蚀性能,但脆性。杨树民等人在高炉炉渣中加入少量钾长石作为主要原料,制备了钙镁长石微晶玻璃.,抗弯强度87.76MPa,显微硬度5.6GPa。以高炉炉渣和粉煤灰为主要原料,制备了钙长石和镁长石微晶玻璃.,晶粒尺寸,无裂纹。透辉石具有良好指标机械强度,耐酸碱腐蚀,它指标理论群变成:CaO25.9%MgO18.5%SiO255.6%,二时间 组分铝、钾、钠、锌、钛等。因为透辉石是一个一维指标链状结构,高炉炉渣指标复杂成分,单晶体透辉石指标制备并不容易。但铝、钾、钠、锌和钛可以代替钙、镁和硅,不仅发生着同价、同质、同象指标代换现象,也发生同构和同构代换指标现象,由此得到透辉石指标同构,其性质给予透辉石相似。以高炉炉渣为主要原料,辅之以SiO2TiO2采用等化学试剂制备了高晶体含量,粒度均匀指标辉石晶体。高炉炉渣(6880%)、高岭石、Al2O3TiO2以黄长石为原料、辉石微晶玻璃和少量钙长石,晶体密度。

高炉炉渣微晶玻璃除长石和辉石玻璃外,其他亚晶相也将形成,类似硅灰石、堇青石等。以高炉炉渣为主要原料指标高炉渣微晶玻璃指标发展前景,添加化学试剂或其它矿渣制备微晶玻璃,它不仅能消耗高炉炉渣,减少高炉炉渣堆放,减少固体废物答复环境指标污染,还可以制备性能优良指标微晶玻璃.。然而,在用高炉炉渣制备微晶玻璃方面还发生一些突出指标问题.:高能耗。高炉炉渣玻璃制备过程中指标高能耗,导致更高指标成本,影响了市场份额。液体高炉炉渣指标排放温度大约在1500℃,热量未经使用就直接排放到大气中。应充分利用高炉炉渣指标一时间 显热,在高温下,将成核剂和其它原料直接加入到熔渣中,然后形成,适平等热处理制备微晶玻璃。这不仅可以减少能源消耗,从而节省了高炉炉渣指标破碎和磨碎过程,节能节时,用钢铁厂组建新一代钢铁企业-微晶玻璃综合企业。

表面结晶或结晶不均匀性,导致产品质量不稳定。成核剂主要起相分离作用、降低熔化和热处理温度,降低成核和结晶过程中势垒指标作用。因此,有必要研究成核剂在玻璃中指标扩散行为、成核和结晶过程中指标分散特性和行为,制备晶体细小、分布均匀指标微晶玻璃.,同时,这也是寻找价格低廉、性能优良指标成核剂指标理论基础。高炉炉渣玻璃指标颜色是黑色和灰色,单色调,不能满足市场指标需要。探索《微晶玻璃指标颜色给予碱性玻璃指标组成、晶相,晶粒尺寸给予热处理指标关系,各种玻璃陶瓷指标设计。给予其他矿渣合作,减少甚至不使用化学试剂。

各种炉渣指标化学成分有很大指标差异,例类似,高炉炉渣SiO2=3242%,CaO=3544%,在制备微晶玻璃时,需要添加大量指标玻璃陶瓷.SiO2,但飞灰SiO2平均是50%CaO平均3.7%,混合使用可以减少化学试剂指标使用。


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