Огнеупорные шары
Огнеупорные шары представляют собой специальный керамический материал, изготовленный из промышленного оксида алюминия и огнеупорного каолина в качестве основного сырья путем научного дозирования, высокого давления формования и высокотемпературного обжига. Их ключевыми преимуществами являются превосходная термостойкость (максимальная температура до 1900°C), отличная устойчивость к термическим ударам, химическая стабильность и механическая прочность, что делает их незаменимым ключевым материалом для высокотемпературного промышленного оборудования.
I. Сырье и производственный процесс
Основным сырьем для огнеупорных шаров являются промышленный оксид алюминия (содержание Al₂O₃ ≥75%) и огнеупорный каолин (богатый SiO₂ и Al₂O₃). Оксид алюминия придает материалу высокую температуру плавления и коррозионную стойкость, а кремнезем и глинозем в каолине усиливают плотность структуры после спекания. Производственный процесс включает следующие этапы:
-
Дозирование сырья: пропорции оксида алюминия и каолина регулируются в зависимости от назначения; обычные огнеупорные шары содержат около 50%-60% оксида алюминия, а высокоглиноземистые огнеупорные шары — 70%-90%.
-
Технология формования: используется изостатическое или сухое прессование для обеспечения однородной плотности и гладкой поверхности шаров.
-
Высокотемпературный обжиг: обжиг в туннельных печах при температуре 1600°C-1800°C для формирования стабильной муллитовой и корундовой фазовой структуры, что повышает термостойкость и прочность.
II. Классификация и характеристики
Огнеупорные шары делятся на два типа в зависимости от содержания оксида алюминия, адаптированные для различных промышленных применений:
-
Обычные огнеупорные шары
-
Состав: содержание оксида алюминия 50%-65% с силикатной связующей фазой.
-
Характеристики: термостойкость около 1400°C-1600°C, высокая кислотостойкость, низкая стоимость.
-
Применение: в основном используются в конвертерах сернокислотной промышленности, преобразователях на заводах удобрений и десульфуризационных колоннах, подходят для сред с кислыми газами, такими как SO₃ и H₂S.
-
Высокоглиноземистые огнеупорные шары
-
Состав: содержание оксида алюминия ≥70%, некоторые высококачественные продукты достигают более 90%.
-
Характеристики: термостойкость до 1700°C-1900°C, выдающаяся стойкость к щелочной коррозии, отличная термическая стабильность.
-
Применение: подходят для колонн синтеза мочевины, регенеративных воздухонагревателей в сталелитейной промышленности, гидрирующих реакторов в нефтехимии и других высокотемпературных щелочных или сложных газовых сред.
III. Ключевые функции и области применения
Огнеупорные шары выполняют несколько ключевых ролей в промышленном оборудовании:
-
Диспергирование газожидкостных сред: формируют пористый слой через регулярную укладку, оптимизируя распределение газового потока и предотвращая локальный перегрев или неравномерность реакций.
-
Поддержка и защита катализатора: в конвертерах и преобразователях поддерживают частицы катализатора, предотвращая обрушение слоя; одновременно выступая в качестве буферного слоя, уменьшая износ катализатора от воздействия газового потока.
-
Теплоизоляция и энергосбережение: в воздухонагревателях сталелитейных заводов высокоглиноземистые огнеупорные шары могут уменьшить потери тепла, повышая эффективность сгорания.
-
Химическая стойкость: в производстве мочевины противостоят коррозионным средам, таким как карбамат аммония, продлевая срок службы оборудования.
Типичные сценарии применения:
-
Промышленность удобрений: используются в низкотемпературных преобразователях и метанаторах для оптимизации эффективности реакций синтез-газа.
-
Сталелитейная и металлургическая промышленность: в регенеративных воздухонагревателях в сочетании с насадками обеспечивают циркуляцию высокотемпературного воздуха, способствуя низкоуглеродной металлургии.
-
Нефтехимическая промышленность: в гидрирующих реакторах и десульфуризационных колоннах гарантируют безопасную работу в условиях высоких температур и давлений.
IV. Выбор типа и технологические инновации
С увеличением масштабов промышленного оборудования и усложнением процессов огнеупорные шары развиваются в направлении высокой чистоты и многофункциональности. Например, добавление циркона или карбида кремния повышает устойчивость к термическим ударам, а использование градиентной структурной конструкции оптимизирует эффективность газо-твердого контакта. В будущем огнеупорные шары будут играть большую роль в новых областях, таких как чистая энергия и высокотемпературный электролиз.В заключение, благодаря своему уникальному свойству огнеупорные шары являются ключевым фактором эффективной и безопасной работы высокотемпературного промышленного оборудования, а их технологические инновации продолжают обеспечивать экологическое развитие химической и металлургической промышленности.