硅氧燃燒特性及其同質(zhì)陶瓷焊補(bǔ)材料的應(yīng)用研究.pdf

1、工業(yè)窯爐是鋼鐵、有色金屬、玻璃等行業(yè)不可或缺的熱工設(shè)備，但是由于窯內(nèi)各種氣氛、爐渣的侵蝕，隨著窯爐服役時(shí)間的延長，窯爐會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞，窯爐內(nèi)襯的損壞會(huì)增加能耗，在修補(bǔ)時(shí)需要停窯停產(chǎn)，這就增加了生產(chǎn)周期，增加了生產(chǎn)難度，提高了生產(chǎn)成本。通常修補(bǔ)工業(yè)窯爐的方法有:抹補(bǔ)法、濕法噴補(bǔ)法、火焰法以及陶瓷焊補(bǔ)法。陶瓷焊補(bǔ)是新興起來的一種熱修工業(yè)窯爐的方法，陶瓷焊補(bǔ)法是利用氧氣將焊補(bǔ)料噴出，到達(dá)高溫待修補(bǔ)區(qū)域，焊補(bǔ)料中的可燃物與氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng)

2、，在修補(bǔ)處形成熔融體，起到修復(fù)破損的作用。與以往的傳統(tǒng)修補(bǔ)工業(yè)窯爐的方法不同，陶瓷焊補(bǔ)避免了降溫、升溫過程中由溫度的波動(dòng)對(duì)爐體造成的破壞，能在短時(shí)間內(nèi)回復(fù)生產(chǎn)，節(jié)省了成本。由于不同材質(zhì)的材料在使用過程中的膨脹系數(shù)不一樣，因此，為了保持與基體結(jié)合的穩(wěn)定性，陶瓷焊補(bǔ)料的成分應(yīng)與母材成分相同或相近。在焊補(bǔ)過程中，影響焊補(bǔ)效果的因素主要有氧氣流量、焊補(bǔ)料配方等。氧氣流量的大小不僅會(huì)影響焊補(bǔ)料的輸送，還會(huì)影響燃燒效果。未經(jīng)過預(yù)熱的氧氣容易降低反應(yīng)

3、面的燃燒溫度進(jìn)而影響焊補(bǔ)面燃燒的穩(wěn)定性。目前，工業(yè)應(yīng)用中尚且存在硅粉燃燒效率低，焊接體疏松且與母體結(jié)合不牢固，點(diǎn)火效率差等諸多問題。
　　本文以硅粉、鋁粉為燃燒劑，石英、剛玉為焊補(bǔ)骨料，利用小型焊補(bǔ)裝置在實(shí)驗(yàn)室范圍進(jìn)行了陶瓷焊補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，研究了添加不同燃燒劑、不同粒度的骨料對(duì)焊補(bǔ)過程的影響，不同類型焊補(bǔ)料的研究以及如何提高硅粉的燃燒效率，通過X射線衍射儀(XRD)、金相顯微鏡、紅外測溫儀、掃描電子顯微鏡(SEM)和比表面積測試儀對(duì)焊補(bǔ)

4、體的微觀形貌、成分、結(jié)構(gòu)，焊補(bǔ)過程中的反應(yīng)溫度進(jìn)行了分析.
　　研究表明:
　　(1)以硅粉、剛玉為主要原料，通過焊補(bǔ)料的配方優(yōu)化，研制出了莫來石質(zhì)高溫陶瓷焊補(bǔ)料，通過X射線衍射分析，焊補(bǔ)體中出現(xiàn)莫來石的晶核。
　　(2)當(dāng)氧氣流量0.4m3·h-1、利用率為30％時(shí)，氧氣對(duì)硅粉的助燃效果最佳，并且氧氣對(duì)焊補(bǔ)料的攜帶輸送能力也達(dá)到最佳;當(dāng)焊補(bǔ)料中硅粉加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％時(shí)，焊補(bǔ)效果最佳，焊補(bǔ)面溫度高達(dá)2637 K;此外