Gạch Silica chịu lửa

Cát silic
Là nguyên liệu thô quan trọng nhất để sản xuất gạch silica chịu lửa. Cát silica chất lượng cao có hàm lượng SiO2 cao, ít tạp chất và kích thước hạt phù hợp được ưu tiên.
 

Cao lanh hoặc đất sét
Có thể thêm một lượng nhỏ cao lanh hoặc đất sét vào cát silica để cải thiện tính dẻo và khả năng tạo khuôn của nó.
 

Nhôm oxit
Có thể thêm một lượng nhỏ alumina vào cát silic để tăng khả năng chịu lửa và độ bền cơ học của gạch.
 

Chất kết dính
Chất kết dính hữu cơ, chẳng hạn như tinh bột hoặc xenlulo, có thể được thêm vào hỗn hợp nguyên liệu thô để cải thiện độ bền và độ dẻo của gạch.
 

chất phụ gia
Một lượng nhỏ các chất phụ gia khác nhau có thể được thêm vào hỗn hợp để tăng cường các đặc tính cụ thể của sản phẩm hoàn thiện, chẳng hạn như khả năng chống sốc nhiệt hoặc chống ăn mòn. Thành phần chính xác của gạch silica chịu lửa có thể thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng, quy trình sản xuất và tính khả dụng của nguyên liệu thô. Tuy nhiên, cát silica luôn là thành phần chính của gạch silica chịu lửa, trong khi các vật liệu khác được thêm vào với số lượng nhỏ để đạt được các đặc tính mong muốn.

Điểm nóng chảy cao
Silica có điểm nóng chảy cao khoảng 1.710 độ C (3.110 độ F). Tính chất này cho phép gạch chịu lửa silica chịu được nhiệt độ cực cao mà không trải qua những thay đổi đáng kể về cấu trúc.
 

Độ giãn nở nhiệt thấp
Gạch chịu lửa silica có hệ số giãn nở nhiệt thấp, nghĩa là chúng giãn nở rất ít khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Đặc tính này giúp giảm thiểu nguy cơ nứt hoặc bong tróc, đảm bảo tính toàn vẹn về mặt cấu trúc của gạch dưới ứng suất nhiệt.
 

Dẫn nhiệt tốt
Gạch chịu lửa silica có độ dẫn nhiệt tốt, cho phép chúng truyền nhiệt hiệu quả. Tính chất này rất quan trọng trong các ứng dụng cần phân phối nhiệt đều hoặc loại bỏ nhiệt khỏi các khu vực cụ thể.
 

Tính chất hóa học
Các tính chất hóa học của gạch chịu lửa silica góp phần tạo nên khả năng chống ăn mòn hóa học tuyệt vời của chúng. Sau đây là một số tính chất hóa học quan trọng của gạch chịu lửa silica:
 

Khả năng chống axit
Gạch chịu lửa silica có khả năng chống axit cao, phù hợp cho các ứng dụng tiếp xúc với các chất có tính axit. Gạch có thể chịu được tác động ăn mòn của axit, bao gồm axit sunfuric và axit clohydric.
 

Kháng kiềm
Gạch chịu lửa silica cũng thể hiện khả năng chống kiềm tốt, chẳng hạn như natri hydroxit và kali hydroxit. Tính chất này cho phép chúng chịu được môi trường kiềm thường có trong các quy trình công nghiệp.
 

Độ ổn định ở nhiệt độ cao
Gạch chịu lửa silica vẫn ổn định ngay cả ở nhiệt độ cao, đảm bảo duy trì tính chất hóa học và tính toàn vẹn về mặt cấu trúc. Tính ổn định này rất quan trọng trong các ứng dụng mà gạch tiếp xúc với cả nhiệt độ cao và các chất hóa học.
 

Tính chất cơ học
Gạch chịu lửa silica có các tính chất cơ học thuận lợi góp phần tạo nên độ bền và độ tin cậy của chúng. Sau đây là một số tính chất cơ học đáng chú ý của gạch chịu lửa silica:
 

Cường độ nén cao
Gạch chịu lửa silica có cường độ nén cao, cho phép chúng chịu được áp lực đáng kể mà không bị biến dạng hoặc hỏng. Tính chất này rất cần thiết trong các ứng dụng mà gạch phải chịu tải trọng lớn hoặc nén.
 

Khả năng chống sốc nhiệt thấp
Gạch chịu lửa silica có khả năng chống sốc nhiệt tốt, nghĩa là chúng có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ nhanh mà không bị nứt hoặc bong tróc. Tính chất này rất quan trọng trong các ứng dụng mà gạch phải chịu nhiệt và làm mát tuần hoàn.

Gạch silica chịu lửa được sản xuất dưới dạng nhiều hình dạng bất đối xứng, thường được ghép hoặc liên kết với nhau bằng các lưỡi và rãnh. Mục tiêu của nhà sản xuất gạch silica chịu lửa là lựa chọn nguyên liệu thô và quy trình nung sao cho mức độ biến đổi thạch anh phù hợp với mục đích sử dụng gạch. Nguyên liệu thô để sản xuất gạch silica là đá quartzite tự nhiên phải đáp ứng một số yêu cầu nhất định để đạt được các đặc tính gạch tối ưu. Nếu yêu cầu chính là khả năng chịu lửa hoặc giãn nở nhiệt khi chịu tải (biến dạng), thì phải lựa chọn đá quartzite có độ tinh khiết hóa học cao. Nguyên liệu thô cho các sản phẩm ổn định thể tích phải có đặc tính biến đổi tốt.

Thành phần hóa học của đá thạch anh rất quan trọng trong việc đánh giá nó như một nguyên liệu thô, đặc biệt là hàm lượng alumina và kiềm, vì chúng làm giảm điểm nóng chảy và làm giảm đáng kể khả năng ứng dụng. Ngoài ra, phải tính đến hành vi nung của đá thạch anh. Sau khi các nguyên liệu thô đã rửa được nghiền, xay và sàng thành các phần hạt khác nhau, các phần riêng lẻ được kết hợp theo tỷ lệ được xác định trước theo các đặc tính ứng dụng cần thiết. Trong hầu hết các trường hợp, máy trộn muller được sử dụng để trộn và các chất kết dính đặc biệt. Nói chung, khoảng 2% vôi tôi ở dạng lỏng (nước vôi) và một số dung dịch sunfit làm chất kết dính tạm thời được thêm vào cùng một lúc. Sau đó, hỗn hợp dễ vỡ được xử lý trên máy ép ma sát hoặc máy ép thủy lực.

Các hình dạng phức tạp hoặc những hình dạng cần chạy ngắn vẫn được đóng bằng tay. Việc sấy khô chỉ mất một thời gian ngắn, một đến hai ngày, vì silica liên kết vôi không nhạy cảm khi sấy khô. Sự giãn nở nhiệt có thể đảo ngược cũng phụ thuộc vào thành phần khoáng chất. Tridymite và cristobalite không giãn nở theo đường thẳng trong quá trình gia nhiệt nhưng thể hiện sự thay đổi đột ngột về chiều dài trong quá trình gia nhiệt và làm mát.

Những thay đổi về chiều dài này là do hành vi biến đổi đột ngột của mạng không gian của các khoáng chất này. Thạch anh cho thấy sự biến đổi như vậy ở 573 độ C, tridymite ở 117 độ C và cristobalite ở giữa 225 độ C và 270 độ C. Cần lưu ý đặc biệt rằng sự giãn nở nhiệt của cristobalite lớn hơn đáng kể so với tridymite. Vì gạch silica biến đổi tốt chứa ít hoặc không có thạch anh dư, nên hành vi của chúng dưới ảnh hưởng của nhiệt độ phần lớn được xác định bởi tỷ lệ cristobalite so với tridymite.

Trong quá trình gia nhiệt, gạch silica nở ra nhanh chóng với tổng quá trình giãn nở thuận nghịch hoàn thành ở khoảng 800 độ C. Do đó, chúng không nhạy cảm với các biến động nhiệt độ trên 800 độ C (nhiệt đỏ), nhưng rất dễ bị ảnh hưởng ở nhiệt độ dưới nhiệt độ này do sự giãn nở thể tích đột ngột. Vì lý do này, phải cho phép đủ thời gian để nung lò lên đến khoảng 800 độ C. Một đặc điểm của gạch silica là sự chênh lệch chỉ 10 K giữa thời điểm bắt đầu và thời điểm hoàn thành quá trình làm mềm trong quá trình thử nghiệm khả năng chịu tải. Do hàm lượng thủy tinh thấp, gạch tạo thành một lượng rất nhỏ chất lỏng ở nhiệt độ cao. Lượng pha lỏng ở 1600 độ C là từ 10% đến 20% và chỉ tăng mạnh ở trên 1650 độ C. Vì lý do này, gạch silica có thể được sử dụng thực tế cho đến điểm nóng chảy. Trong quá trình sử dụng nhiệt độ quá cao, kết hợp với sự ăn mòn hóa học, gạch sẽ nhỏ giọt hoặc chảy.

Sự giãn nở nhiệt dưới tải (biến dạng) và hàm lượng pha lỏng bị ảnh hưởng xấu bởi hàm lượng Al2O3 nói riêng. Nhu cầu về gạch silica, vốn đã tăng lên trong những năm gần đây đối với lò cốc, lò cao và lò thủy tinh đã dẫn đến sự phát triển của những viên gạch cực kỳ đặc có hàm lượng chất trợ dung thấp. Những viên gạch đặc biệt này, sử dụng các nguyên liệu thô được chọn lọc trong quá trình sản xuất, chứa cùng một lượng chất nóng chảy nhớt ở 1695 độ C như trong gạch thông thường ở 1650 độ C. Do đó, chúng có khả năng chịu nhiệt cao hơn đáng kể trước khi quá trình phá hủy bắt đầu thông qua quá trình nóng chảy và nhỏ giọt. Do có mật độ cao, gạch silica đặc biệt cho lò cốc có độ dẫn nhiệt cao hơn nhiều so với gạch silica thông thường. Điều này cải thiện hiệu suất nhiệt của pin lò cốc.

Chất kết dính được sử dụng trong sản xuất gạch silica chịu lửa là chất thải bột giấy sunfit lỏng và sữa vôi. Sữa vôi là chất kết dính, đóng vai trò là chất hóa dẻo. Sữa vôi làm cho gạch trong quá trình sấy tăng cường độ và trong quá trình nung trở thành chất khoáng hóa, thúc đẩy quá trình chuyển hóa thạch anh. Vôi nên chứa một lượng lớn CaO hoạt tính, CaCO3 chưa phân hủy và MgCO3 không quá 5%, Al2O3 + Fe2O3 + SO2F lớn hơn 5%. Khi chứa các hạt lớn Ca-CO3 chưa cháy hết và vôi cháy quá nhiều, sản phẩm tạo ra lỗ nóng chảy, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Quá trình trộn nên chuyển sang bổ sung vôi CaO, lượng bổ sung tùy thuộc vào các sản phẩm khác nhau, thường dao động trong khoảng 1,5–2,5%. Ví dụ, sản xuất gạch silica lò cốc, bổ sung CaO là 2.0–3.0%; sản xuất gạch silicat nung lò điện, bổ sung CaO 1,4–1,75%.

Sử dụng silica có hàm lượng tạp chất nhỏ hơn 0,5% và rửa sạch bằng nước máy trước khi đóng mẻ để đảm bảo chất lượng trong giai đoạn đầu. Đóng mẻ sẽ chuyển đổi thạch anh nhanh và chuyển đổi chậm các thành phần hỗn hợp thạch anh, có thể làm giảm nhiệt độ nung xuống 20 độ. Kích thước hạt quan trọng sẽ giảm từ 3mm xuống 2mm trong quá trình đóng mẻ, có thể làm tăng năng lượng giao diện của vật liệu và thúc đẩy quá trình chuyển đổi thạch anh. Ngoài ra, việc lựa chọn các tác nhân khoáng hóa mới cũng rất quan trọng để cải thiện chất lượng sản phẩm. Hiện nay, hầu hết các nhà sản xuất các thành phần được thêm vào tác nhân khoáng hóa vẫn là sữa vôi và vảy sắt. Để cải thiện nhiệt độ làm mềm tải của sản phẩm, việc bổ sung FeO đã được giảm từ 2,5% xuống dưới 1%. Nếu sử dụng các khoáng chất loại fenspat có chứa kim loại kiềm hoặc các tác nhân khoáng hóa tổng hợp có thể nhận được kết quả tốt hơn.

Không nên lưu trữ sản phẩm này trong kho chống thấm nước, nước ướt ở nhiệt độ dưới 100 độ vẫn có thể sử dụng được. Gạch silica chứa nước sẽ ảnh hưởng đến cường độ sau khi đông cứng, cần kiểm tra lại sau khi sấy. Việc xây gạch chịu lửa phải để lại các mối nối giãn nở theo tỷ lệ giãn nở do nhà sản xuất cung cấp. Lò nung gạch chịu lửa hoặc sử dụng định kỳ các đường cong nhiệt độ và thời gian phải được xây dựng hợp lý, đặc biệt là trước khi giãn nở mạnh 600 độ phải được kiểm soát chặt chẽ. Gạch chịu lửa xây sử dụng chất lượng bùn để tương thích với gạch chịu lửa, đôi khi gạch chịu lửa bị hỏng là do các mối nối của gạch chịu lửa được khắc đầu tiên dẫn đến hơi kiềm vào các yêu cầu về mối nối gạch chịu lửa xây trước đó.

Hiện nay một số nhà máy sản xuất thủy tinh để tăng nhiệt độ nóng chảy và kéo dài tuổi thọ chung của lò nung, miệng lò nhỏ và thành ngực sử dụng gạch chịu lửa zirconium corundum nung chảy bằng điện, và một số phần của vòm hoặc một phần của nó sử dụng các vật liệu khác. Tỷ lệ tiêu thụ gạch silica chịu lửa có thể nhỏ hơn, nhưng gạch silica chịu lửa có nhiệt độ làm mềm tải cao, trọng lượng nhẹ, giá thành thấp và các tiềm năng khác, vòm lò thủy tinh và một phần cấu trúc phía trên của lò vẫn sẽ sử dụng gạch silica chịu lửa. Do đó, việc cải thiện chất lượng gạch chịu lửa lò thủy tinh vẫn không thể bỏ qua.

Nhà máy được thành lập năm 1984, phòng kinh doanh quốc tế được thành lập năm 2010. Nhà máy có diện tích 10000 m2, 120 nhân viên bao gồm 20 kỹ sư chuyên nghiệp. CH REFRACTORIES là nhà sản xuất chuyên nghiệp về gạch chịu lửa, vữa, đúc sẵn, định hình trước, sản phẩm cách nhiệt, đúc sẵn, sản phẩm chức năng cho ngành công nghiệp sắt & thép, xi măng, thủy tinh, điện & hóa dầu. Hơn nữa, CH REFRACTORIES cũng sản xuất và xuất khẩu xi măng chịu lửa A600 A700 A900 CA70, Bauxite và các nguyên liệu thô chịu lửa khác trên toàn thế giới.

Câu hỏi thường gặp: