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耐火材料行業(yè)應(yīng)用解決方案

时间:2023-11-06     

耐火材料的分類

耐火材料種類繁多,通常按耐火度高低分為普通耐火材料(1580~1770℃)、高級耐火材料(1770~2000℃)和特級耐火材料(2000℃以上);按化學(xué)特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外,還有用于特殊場合的耐火材料。

現(xiàn)在對于耐火材料的定義,已經(jīng)不僅僅取決于耐火度是否在1580℃以上了。目前耐火材料泛指應(yīng)用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)襯的無機非金屬材料。

不同耐火材料的化學(xué)組成成分

  酸性耐火材料以氧化硅為主要成分,常用的有硅磚和粘土磚。硅磚是含氧化硅93%以上的硅質(zhì)制品,使用的原料有硅石、廢硅磚等,其抗酸性爐渣侵蝕能力強,荷重軟化溫度高,重復(fù)煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹;但其易受堿性渣的侵蝕,抗熱振性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、耐火材料熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。粘土磚以耐火粘土為主要原料,含有30%~46%的氧化鋁,屬弱酸性耐火材料,抗熱振性好,對酸性爐渣有抗蝕性,應(yīng)用廣泛。

  中性耐火材料以氧化鋁、氧化鉻或碳為主要成分。含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。以氧化鉻為主要成分的鉻磚對鋼渣的耐蝕性好,但抗熱振性較差,高溫荷重變形溫度較低。碳質(zhì)耐火材料有碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品,其熱膨脹系數(shù)很低,導(dǎo)熱性高,耐熱振性能好,高溫強度高,抗酸堿和鹽的侵蝕,不受金屬和熔渣的潤濕,質(zhì)輕。廣泛用作高溫爐襯材料,也用作石油化工的高壓釜內(nèi)襯。

  堿性耐火材料以氧化鎂、氧化鈣為主要成分,常用的是鎂磚。含氧化鎂80%~85%以上的鎂磚,對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土磚和硅磚高。主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉設(shè)備以及一些高溫設(shè)備上。

在特殊場合應(yīng)用的耐火材料有高溫氧化物材料,如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯等,難熔化合物材料,如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等;高溫復(fù)合材料,主要有金屬陶瓷、高溫?zé)o機涂層和纖維增強陶瓷等。

耐火材料要求測試元素為Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zr。其中,Al、Si、Mg、Zr為重點關(guān)注元素。

 

 

應(yīng)用解決方案

    X熒光分析儀對耐火材料行業(yè)的進廠原料、耐火材料成品的元素組成成份具有很好的分析效果。ELITE 600 X熒光分析儀可以很好對耐火材料行業(yè)進廠原料(硅石、礬土、鎂砂)及耐火材料成品的測試。

 

ELITE 600 X熒光分析儀,它具有以下獨特的優(yōu)點:

同時分析元素周期表中由鈉(Na)到鈾(U)之間的全部元素;

可檢測固體﹑液體﹑粉末,不需要復(fù)雜的制樣過程;

分析測量動態(tài)范圍寬,可從10-6 –100%;

采用原裝進口先進的SUPER-SDD探測器,使它具有高分辨率、高計數(shù)率的特點,使測量時間短,1分鐘內(nèi)可以得到滿意的結(jié)果;

采用原裝進口信號處理線路,處理速度快,精度高,穩(wěn)定可靠;

X光管采用正高壓激發(fā),激發(fā)與測試條件采用計算機軟件數(shù)碼控制與顯示;

探測器無需液氮保護,可以方便地應(yīng)用到各個地方各個領(lǐng)域;

先進的真空自動控制及數(shù)字真空檢測顯示,自動化程度高;

具有樣品自旋功能,降低樣品表面不光潔及條紋的影響,可以應(yīng)用于各類金屬分析行業(yè);

先進的儀器漂移自動修正,確保儀器長期穩(wěn)定;

精確度高,穩(wěn)定性好,故障率低;

采用多層屏蔽保護,輻射安全性可靠;

WINDOWS XP中文應(yīng)用軟件,獨特先進的分析方法,完備強大的功能,操作簡單,使用方便,分析結(jié)果存入標(biāo)準(zhǔn)ACCESS數(shù)據(jù)庫,便于與配料系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng);

 

主要技術(shù)指標(biāo):
多功能置樣裝置

ELITE 600型X熒光分析儀的置樣裝置具有可容納各種形態(tài)被測樣品的樣品室。

A.樣品種類:固體﹑液體﹑粉末﹑鍍層;

B.樣品托盤:可自動旋轉(zhuǎn)的測量裝置;

C.樣品室的環(huán)境:可選擇空氣﹑真空﹑氦氣。由軟件自動控制,無需人工操作。

X射線管激發(fā)系統(tǒng)

激發(fā)系統(tǒng)采用獨特的倒置直角光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計。以50KV的低功率正高壓X射線發(fā)生器作為激發(fā)源,從X射線管產(chǎn)生的初級X射線通過濾光片后直接激發(fā)樣品,通過選擇激發(fā)條件更能獲得滿意的分析結(jié)果。由高電壓發(fā)生器,X射線發(fā)生器及數(shù)碼控制顯示系統(tǒng)等電子線路部分構(gòu)成。

A.高電壓發(fā)生器:電壓與電流采用軟件自動數(shù)碼控制及顯示。

X射線穩(wěn)定度:0.2%/8小時;

電壓范圍:0V至50kV連續(xù)可調(diào);

電流范圍:0mA至1mA連續(xù)可調(diào)。

B.X射線發(fā)生器:采用Be(鈹)窗厚度為125微米的韌致輻射型﹑低功率﹑自然冷卻﹑高壽命的X光管,并根據(jù)實際應(yīng)用需要選擇靶材。供選擇的靶材為:Rh(銠靶),Ag(銀靶),Mo(鉬靶),Ti(鈦靶)等。對輕元素Na、Mg、Al、Si、S等具有高激發(fā)效率。

先進的SUPER-SDD X射線探測系統(tǒng)

SDD電制冷高分辨率高計數(shù)率探測器:Be(鈹窗)厚度為7.5微米。對55Fe 5.9keV的X射線在計數(shù)率為 1000CPS時的分辨率為127eV。對輕元素Na、Mg、Al、Si、S等具有高靈敏度與分辨率。

高級原裝進口能譜儀電子學(xué)系統(tǒng)

原裝進口的放大器等信號處理器:適應(yīng)高分辨率﹑高計數(shù)率,具有國際先進水平;自動調(diào)整放大倍數(shù),2048道ADC輸出。

計算機分析系統(tǒng)

A.高級名牌計算機

B.17寸高分辨率彩色液晶顯示器;

C.HP 高級激光打印機。

系統(tǒng)軟件

A.操作:WINDOS XP操作系統(tǒng)軟件,功能強大,使用方便;

B.功能:能譜顯示,分析元素設(shè)置,能量刻度,X光管高壓、電流自動控制,樣品自動旋轉(zhuǎn)控制,自動真空控制,與其它計算機通訊,標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫結(jié)果存放;

C.分析方法:線性擬合,二次曲線,強度校正,含量校正,基本參數(shù)方法;

D.儀器的漂移自動修正:保證儀器的分析結(jié)果長期穩(wěn)定。

 

 

應(yīng)用實例
鋁礬土分析

 

鋁礬土樣品的分析,一般用熔片的方式進行制樣,做工作曲線。測量條件:10KV/200uS 200S 真空。

各個元素工作曲線如下:

Al的工作曲線:

Si的工作曲線:

Fe的工作曲線:

實際樣品對比結(jié)果如下:


鋁礬土熒光分析與化學(xué)分析對比結(jié)果表
樣品名稱分析方法Al2O3SiO2Fe2O3TiO2CaOK2O
XT-3化學(xué)78.010.751.093.60.10.01
X熒光77.880.891.263.590.080
誤差0.13-0.14-0.170.010.020.01
XT-5化學(xué)75.154.121.323.10.360.03
X熒光75.23.961.493.140.390.02
誤差0.05-0.160.170.040.03-0.01
XT-8化學(xué)74.794.131.493.260.10.13
X熒光74.944.161.663.150.070.11
誤差0.150.030.17-0.11-0.03-0.02
XT-10化學(xué)72.058.370.663.090.120.2
X熒光71.778.50.713.140.090.18
誤差0.28-0.13-0.05-0.050.030.02
XT-13化學(xué)71.472.312.512.933.360.03
X熒光71.472.512.463.053.240.05
誤差00.2-0.050.13-0.120.02
XT-15化學(xué)71.28.920.852.850.260.15
X熒光70.969.080.82.80.210.12
誤差-0.240.16-0.05-0.05-0.05-0.03
XT-18化學(xué)69.369.241.543.320.310.18
X熒光69.59.541.633.320.370.18
誤差0.140.30.0900.070.01
XT-20化學(xué)70.632.68.032.90.050.06
X熒光70.912.378.242.970.030.1
誤差0.28-0.23-0.210.08-0.020.04
XT-23化學(xué)68.512.020.632.920.10.22
X熒光68.4111.520.722.850.110.23
誤差-0.09-0.50.09-0.070.010.01

 

 硅質(zhì)耐火材料

 

硅質(zhì)耐火材料主要成分是SiO2,雜質(zhì)元素有:MgO、Al2O3、SO3、CaO、TiO2、Fe2O3等元素。方法是熔片測量,精度高、適用范圍寬,如果樣品形態(tài)單一,含量范圍小,則也可以采用直接粉末壓片方式測量。

 

測量譜圖:

分析對比測試結(jié)果

樣品名稱方法SiO2MgOAl2O3SO3CaOTiO2Fe2O3
硅砂-1化學(xué)99.160.340.300.0320.0050.0380.114
熒光99.250.030.280.0300.0040.0320.104
誤差0.09-0.31-0.02-0.002-0.001-0.006-0.010
硅磚-3化學(xué)95.410.390.600.0372.5000.0490.639
熒光95.230.420.650.0432.6100.0430.621
誤差-0.180.030.050.0060.110-0.006-0.018
優(yōu)質(zhì)硅砂-2化學(xué)96.270.360.240.0402.3280.0410.255
熒光96.450.320.220.0302.2340.0400.234
誤差0.18-0.04-0.02-0.010-0.094-0.001-0.021
焦?fàn)t硅磚爐壁-4化學(xué)95.130.390.610.0362.5530.0580.670
熒光95.310.340.650.0322.4350.0680.610
誤差0.18-0.050.04-0.004-0.1180.010-0.060

 

 

10次穩(wěn)定性測試結(jié)果:

樣品名稱SiO2MgOAl2O3SO3CaOTiO2Fe2O3
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.080.400.640.0362.5510.0580.673
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.110.390.640.0372.5500.0580.670
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.110.390.620.0362.5490.0580.673
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.050.380.650.0372.5450.0580.671
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.120.390.630.0362.5370.0590.673
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.100.390.620.0372.5420.0580.674
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.100.380.590.0372.5360.0590.670
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.090.390.640.0372.5550.0580.668
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.070.380.590.0372.5490.0590.673
焦?fàn)t硅磚爐壁-495.130.390.610.0362.5530.0580.670
最大值95.130.400.650.0372.5550.0590.674
最小值95.050.380.590.0362.5360.0580.668
平均值95.100.390.620.0372.5470.0580.671
誤差0.080.020.060.0010.0190.0010.006

 

鎂砂樣品

鎂砂樣品是鎂質(zhì)耐火材料的主要原料,鎂的含量90%以上,其它雜質(zhì)元素有:Al2O3、  SiO2、Fe2O3、CaO等。對含量變化大的產(chǎn)品,一般采用熔片方法比較好,對含量變化小的產(chǎn)品,直接壓片也可以滿足分析精度的要求。

 

測量譜圖:

實際樣品對比結(jié)果:

 

樣品名稱方法CaO2MgOAl2O3Fe2O3SiO2
5化 學(xué)2.1589.500.881.825.56
熒 光1.9289.480.811.775.76
誤 差-0.23-0.02-0.07-0.050.20
6化 學(xué)1.6588.370.573.814.66
熒 光1.7688.430.673.634.78
誤 差0.110.060.10-0.180.12
8化 學(xué)1.3271.441.356.7818.47
熒 光1.2971.301.226.9118.41
誤 差-0.03-0.14-0.130.13-0.06
1化 學(xué)0.3798.990.040.370.21
熒 光0.3199.070.100.250.16
誤 差-0.060.080.06-0.12-0.05
2化 學(xué)0.4298.500.110.330.60
熒 光0.3598.420.14-0.060.54
誤 差-0.07-0.080.03-0.39-0.06
3化 學(xué)1.7792.910.671.482.27
熒 光1.6592.730.791.402.10
誤 差-0.12-0.180.12-0.08-0.17
4化 學(xué)1.4690.360.864.532.76
熒 光1.5990.550.754.352.67
誤 差0.130.19-0.11-0.180.11


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