Högtemperatur reaktioner mellan slagg och eldfast tegel

Transkript

1 Högtemperatur reaktioner mellan slagg och eldfast tegel Jesper Stjernberg Avdelningen för Materialteknik Luleå Tekniska Universitet Nordkallotten, 25 november 2009

2 Introduktion

3 Bakgrund

4 Experimentell uppställning Värme behandling av deglar (Lab-skale test) Samma tegel som används i produktions linjen. Består främst av Al 2 O 3 och SiO 2, bildar mullite (3Al 2 O 3 2SiO 2 ) Victor HWM Silox 60

5 Metod QEMSCAN Quantitative evaluation of mineralogy by scanning electron microscope Baserad på ett SEM, fyra light-element energy dispersive X-ray spectrometers. EDX och BSE signaler jämförs med en databas av kända mineraler och faser. Möjliggör fas- mappningar för olika faser och mineral i olika färger. Studien kompletterad med SEM

6 Resultat & Diskussion Reaktions zon mellan Victor HWM och slagg - 5 h vid 1400 C.

7 Reaktions zon mellan Victor HWM och slagg - 5 h vid 1400 C.

8

9 Reaktions zon mellan Victor HWM och slagg - 5 h vid 1400 C.

10 Field image showing Victor HWM and the interaction zone with slag after 5 hours at 1400 C.

11 Reaktions zon mellan Victor HWM och slagg - 5 h vid 1400 C.

12 Field image showing Victor HWM and the interaction zone with slag after 5 hours at 1400 C.

13 Reaktions zon mellan Victor HWM och slagg - 5 h vid 1400 C.

14 Field image showing Victor HWM and the interaction zone with slag after 5 hours at 1400 C.

15 Reaktions zon mellan Silox 60 och slagg - 5 h vid 1400 C.

16 Reaktions zon mellan Silox 60 och slagg - 5 h vid 1400 C.

17

18 Reaktions zon mellan Silox 60 och slagg - 5 h vid 1400 C.

19

20 Reaktions zon mellan Silox 60 och slagg - 5 h vid 1400 C.

21 Results & Discussion

22

23 Slutsatser

24 Slutsatser Alkalis närvaro orsakar flera typer av kemiska reaktioner som förkortar livslängden hos tegel infodringen.

25 Slutsatser Alkalis närvaro orsakar flera typer av kemiska reaktioner som förkortar livslängden hos tegel infodringen. Kalium degraderar infodring mer än natrium, då det penetrerar djupare in i teglet.

26 Slutsatser Alkalis närvaro orsakar flera typer av kemiska reaktioner som förkortar livslängden hos tegel infodringen. Kalium degraderar infodring mer än natrium, då det penetrerar djupare in i teglet. Alkali penetrerar djupare i Victor HWM och bildar β-alumina, nephelin and kalsilit, åtföljd med en volym expansion som orsakar en degradering genom urflisning.

27 Slutsatser Alkalis närvaro orsakar flera typer av kemiska reaktioner som förkortar livslängden hos tegel infodringen. Kalium degraderar infodring mer än natrium, då det penetrerar djupare in i teglet. Alkali penetrerar djupare i Victor HWM och bildar β-alumina, nephelin and kalsilit, åtföljd med en volym expansion som orsakar en degradering genom urflisning. Avspaltningen sker mellan mullit och nepheline skikten.

28 Slutsatser Alkalis närvaro orsakar flera typer av kemiska reaktioner som förkortar livslängden hos tegel infodringen. Kalium degraderar infodring mer än natrium, då det penetrerar djupare in i teglet. Alkali penetrerar djupare i Victor HWM och bildar β-alumina, nephelin and kalsilit, åtföljd med en volym expansion som orsakar en degradering genom urflisning. Avspaltningen sker mellan mullit och nepheline skikten. Hematit korn, i storleksordningen μm, stannar på den ursprungliga ytan av teglet, medan mikrometer stor hematit transporteras genom det delvis upplösta tegel materialet, och uppträder i form av nålar djupare i infodringen.

29 Slutsatser Alkalis närvaro orsakar flera typer av kemiska reaktioner som förkortar livslängden hos tegel infodringen. Kalium degraderar infodring mer än natrium, då det penetrerar djupare in i teglet. Alkali penetrerar djupare i Victor HWM och bildar β-alumina, nephelin and kalsilit, åtföljd med en volym expansion som orsakar en degradering genom urflisning. Avspaltningen sker mellan mullit och nepheline skikten. Hematit korn, i storleksordningen μm, stannar på den ursprungliga ytan av teglet, medan mikrometer stor hematit transporteras genom det delvis upplösta tegel materialet, och uppträder i form av nålar djupare i infodringen. Slaggen påkletas hårdare på ytan av Silox 60.

30 Slutsatser Alkalis närvaro orsakar flera typer av kemiska reaktioner som förkortar livslängden hos tegel infodringen. Kalium degraderar infodring mer än natrium, då det penetrerar djupare in i teglet. Alkali penetrerar djupare i Victor HWM och bildar β-alumina, nephelin and kalsilit, åtföljd med en volym expansion som orsakar en degradering genom urflisning. Avspaltningen sker mellan mullit och nepheline skikten. Hematit korn, i storleksordningen μm, stannar på den ursprungliga ytan av teglet, medan mikrometer stor hematit transporteras genom det delvis upplösta tegel materialet, och uppträder i form av nålar djupare i infodringen. Slaggen påkletas hårdare på ytan av Silox 60. Ett skyddande reaktions lager bildas i Silox 60, vilket endast hålls intakt vid lägre temperaturer och kortare hålltider.

31 Thanks for your attention