硅氧燃燒特性及其同質(zhì)陶瓷焊補材料的應(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，隨著窯爐服役時間的延長，窯爐會出現(xiàn)不同程度的損壞，窯爐內(nèi)襯的損壞會增加能耗，在修補時需要停窯停產(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。通常修補工業(yè)窯爐的方法有:抹補法、濕法噴補法、火焰法以及陶瓷焊補法。陶瓷焊補是新興起來的一種熱修工業(yè)窯爐的方法，陶瓷焊補法是利用氧氣將焊補料噴出，到達高溫待修補區(qū)域，焊補料中的可燃物與氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng)

2、，在修補處形成熔融體，起到修復(fù)破損的作用。與以往的傳統(tǒng)修補工業(yè)窯爐的方法不同，陶瓷焊補避免了降溫、升溫過程中由溫度的波動對爐體造成的破壞，能在短時間內(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，陶瓷焊補料的成分應(yīng)與母材成分相同或相近。在焊補過程中，影響焊補效果的因素主要有氧氣流量、焊補料配方等。氧氣流量的大小不僅會影響焊補料的輸送，還會影響燃燒效果。未經(jīng)過預(yù)熱的氧氣容易降低反應(yīng)

3、面的燃燒溫度進而影響焊補面燃燒的穩(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、剛玉為焊補骨料，利用小型焊補裝置在實驗室范圍進行了陶瓷焊補實驗，研究了添加不同燃燒劑、不同粒度的骨料對焊補過程的影響，不同類型焊補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焊補

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