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高鋁磚是什么,有哪些特點

時間:2020-07-03 16:00 來源:耐火磚廠家點擊:


 
高鋁磚晶相對產品性能的影響及改性產品介紹
高鋁磚中主要晶相是莫來石,在Al2O3含量較高時還有剛玉結晶,剛玉是耐火材料中穩定的結晶之一。若是與Al2O3共存時,莫來石會在較低的溫度下分解,生成岡JJ玉和液相。玻璃池窯中的耐火材料都會與Na2O接觸,因為玻璃成分中就含有一定量的Na2O,因此,莫來石結晶抗玻璃液侵蝕差。但在實際使用中,主要是莫來石晶相的高鋁磚壽命并不是很低的。
其原因是與玻璃接觸的高鋁磚,Na2O與莫來石反應只能在表面進行‘,反應生成的液相對磚有保護作用,而且這一反應從實際上不會深入到磚的內部,因而對磚的破壞不大,所以其壽命還是不短的。
在同一溫度下,粘土磚的抗侵蝕性比高鋁磚差,其原因是粘土磚在同一溫度下比高鋁磚生成的液相量多,高鋁磚中莫來石分解后雖然有液相生成,但還生成了抗蝕性好的剛玉結晶,因此對磚的抗蝕性影響不大。
高鋁磚相組成及對制品性質可能的影響
存在于高鋁耐火磚中的雜質氧化物主要有堿金屬氧化物、鐵氧化物、鈦氧化物與堿土金屬氧化物等。某些氧化物可以少量固溶于莫來石與剛玉中。但是,其中許多與AL2O3及SiO2生成低熔物,增加高鋁磚中的玻璃相含量并改變高溫下液相的性質。我們研究高鋁磚相組成及對制品性質可能的影響。
1  A1203-Si02-K20系
K2O大幅度地降低開始形成液相的溫度。在莫來石和剛玉之間的二元系中,液相形成溫度為1840℃,而A1203-Si02-K20系高鋁區液相形成溫度為1315℃,降低了525℃;在低鋁區,AL2O3-SiO2系液相形成溫度為1595℃,而A1203-Si02-K20系液相形成溫度為985℃,降低了610℃。在有其他雜質氧化物共同存在的多元系中,開始出現液相的溫度更低。
在A1203-Si02-K20系三元系統中,當K2O含量增加時,隨著溫度的升高,所形成的高溫液相量迅速增加。從相圖可以粗略地計算出:l%K20在Al2O3/S比值大于2.55的高鋁區,當三元無變點溫度為1315℃時,形成7.2%的液相;而在低鋁區,當三元無變點為985℃時,形成10.1%的液相。由于K20大幅度降低Al2O3-SiO2系液相形成的溫度,增加液相量,從而降低高鋁磚的高溫性能。,隨磚中K20含量的增加,荷重軟化溫度下降。但是,在SiO2含量高的高鋁耐火磚中,合適含量的K20可以大大提高材料中玻璃相中的SiO2含量,因而,可以提高玻璃相的黏度。
2  A1203-Si02-Fe203系
A1203-Si02-Fe203系內不形成化合物。但是,高溫下Fe2O3在莫來石和剛玉中有-定的固溶度,形成有限固溶體,而且在剛玉中的固溶度比在莫來石中的固溶度高。例如,在1000℃下,剛玉能固溶8%Fe2O3,而莫來石只能固溶0.38%Fe203。隨著溫度的升高,固溶度還會增加。但是,在還原氣氛下,由于Fe2+離子易于脫溶,進入玻璃相,所以FeO的固溶度降低。
此外,在Fe2O3與TiO2共存的條件下,制品的高溫力學性能降低。所以,在高鋁耐火磚中,Fe2O3的含量應控制在2%~3%以下,并且盡量使Fe2O3進人結晶相形成固溶體。
3  A1203-Si02-Ti02系
A1203-Si02-Ti02系相圖。TiO2在莫來石中的固溶范圍: Al2O3為75%,固溶體含TiO26%;C點,A1203為69.5%,固溶體含Ti02 3.5%。由于固溶體的存在,該系統可劃分為下列組成的三角形:
由于Al2O3含量等于或低于莫來石組成的高鋁材料含TiO2一般都較低,通常隨著礬土中A12O3含量的提高,TiO2的含量也提高,TiO2不能全部溶于莫來石中,才會出現AT相。
高鋁磚中的玻璃相含量與AI203-SiO2比值有關。對于Al2O3/SiO2比值低的二級高鋁磚和三級高鋁磚,進入玻璃相的TiO2較少;對于一級高鋁磚和特級高鋁磚,進入玻璃相的TiO2較多。所以,控制一級高鋁磚和特級高鋁磚中TiO2的含量是值得注意的問題。
改性高鋁磚
目前國內電爐頂、高爐內襯、鐵水罐的高鋁磚,由于受到高溫、熱沖擊、機械磨損等蝕損,使用壽命不夠理想。為此,我們試制了以硅線石為基質的改性高鋁磚,取得了滿意的效果。
2.改性高鋁磚的試制
2.1原料的選擇與制備
選用高鋁礬石為骨料料,雞西硅線石和水曲柳粘土在振動球磨機中混合共磨成細粉與高鋁粉備用。
2.2配料與混練
擇優選取的原料配比為(%):鋁礬石50一55、硅線石15一20、高鋁粉15一25、粘土5一10,另加外加劑。采用濕式輪碾機進行混練,混練時先投入大、中顆粒,干混2-3min,然后加入結合劑、共磨粉及外加劑混合均勻,再加入3%一3.5%的水充分潤濕,總混練時間控制在15min左右,混練后的泥料困置24h備用。
混料的顆粒組成為:3-2mmm在5%、2一lmn20%、l一0.5mm6.5%、0.5±0.088mm3.5%、<0.088mm45%。
2.3成型
采用630t雙盤摩擦壓磚機成型,磚坯密度為每立方厘米2.62-2.70克
2.4干燥與燒成
成型好的磚坯在24m隧道式干燥器中進行干燥,干燥時間不少于24h,磚坯殘余水分低于1%。
燒成采用50立方米高溫倒焰窯,燒成溫度1500℃+20℃,保溫8h。
2.5制品性能
3.使用
改性高鋁磚磚首次在120t魚雷式鐵水罐上使用,使用條件為:容量120t、澆注高度4一5米、出鐵溫度1420℃、運輸距離10km、周轉時間4一5d。砌筑時采用特制的水泥,砌筑磚縫小于1mm試制表明,該磚侵蝕速度低,熱震穩定性良好,剝落崩裂等現象明顯減少。大大超過原高鋁磚壽命。。
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