硅磚的干轉(zhuǎn)化及產(chǎn)品介紹

什么是硅磚的干轉(zhuǎn)化？

硅磚主要原料為硅石，硅石主要有膠結(jié)硅石、結(jié)晶硅石還有脈石英。生產(chǎn)過程中廢硅磚可作為原料使用，以減少磚坯燒成膨脹，從而降低燒成廢品；石灰是以石灰乳的形式加入坯料中；其他礦化劑主要有軋鋼皮(鐵鱗)、平爐渣、硫酸渣、軟錳礦等。

在硅磚燒成過程中，石英轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英或方石英時(shí)，在礦物劑很少或幾乎沒有時(shí)，石英就形成方石英，這種轉(zhuǎn)變稱為干轉(zhuǎn)化。在干轉(zhuǎn)化時(shí)，由于磚體的不均勻的體積膨脹很大，而又無液相緩沖應(yīng)力，因而引起制品結(jié)構(gòu)松散和開裂，不可能制得良好性能的制品。當(dāng)有足夠數(shù)量的礦化劑存在時(shí)，石英、亞穩(wěn)定方石英和礦化劑及雜質(zhì)等相互作用形成液相，并侵入石英顆粒裂紋(在形成亞穩(wěn)定方石英時(shí)出現(xiàn))中，促進(jìn)以石英和亞穩(wěn)定方石英不斷地溶解于所形成的液相中，使之成為硅氧的過飽和溶液，然后以穩(wěn)定的鱗石英形態(tài)不斷地從溶液中結(jié)晶出來。這個(gè)轉(zhuǎn)變速度取決于所加礦化劑的性質(zhì)和數(shù)量，所形成的液相緩沖著由于體積膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，提高磚坯的加熱體積穩(wěn)定性和強(qiáng)度，有利于防止焙燒過程中制品的松散和開裂。

硅磚對(duì)硅質(zhì)原料的要求

對(duì)于生產(chǎn)硅磚的硅質(zhì)原料的要求，一般從以下幾個(gè)角度考慮。

(1) 純度

生產(chǎn)硅磚時(shí)，原料的SiO2含量應(yīng)不小于96%，Al2O3應(yīng)不大于1.2%?1.6%;  堿金屬氧化物的總含量不超過0.2%?0.4%，對(duì)于高質(zhì)量硅磚，硅石中的雜質(zhì)含量不得超過0.5%。

(2) 致密度

一般要求硅石致密，因?yàn)橘|(zhì)地疏松，則制品氣孔率高。

(3) 轉(zhuǎn)變速度

由于硅石的轉(zhuǎn)化速率快慢直接影響著制磚工藝，因此，在使用之前應(yīng)掌握其轉(zhuǎn)化情況。

總體而言，在評(píng)價(jià)硅石原料質(zhì)量和確定工藝條件時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體原料性能特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，制定出有針對(duì)性的工藝條件。

硅質(zhì)原料在應(yīng)用中，需注意以下問題：

① 在使用硅質(zhì)原料之前，一定要掌握原料的綜合性能特點(diǎn)。

②  在使用過程中，原料要經(jīng)過嚴(yán)格的揀選和沖洗。因?yàn)楣枋�原料中的Al2O3多來源于硅石表面的黏土附著物，因此，為了降低制品中的Al2O3含量，原料需要經(jīng)過嚴(yán)格的揀選和沖洗。

③ 對(duì)硅石的塊度也有一定的要求，塊度越小，引進(jìn)的雜質(zhì)越多。

產(chǎn)品介紹

硅磚是氧化硅質(zhì)耐火材料的主要種類，其中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于93％。硅磚是典型的酸性耐火磚，對(duì)酸性爐渣具有良好的抵抗性，對(duì)Al2O3，F(xiàn)eO，F(xiàn)e2O3等氧化物也具有良好的抵抗性，但對(duì)堿性爐渣的抵抗能力差，易被CaO，K2O，Na2O等氧化物作用而破壞。硅磚的荷重軟化溫度高達(dá)l640-1680℃，在高溫下長期使用體積比較穩(wěn)定。但硅磚抗熱震性差，耐火度不夠高。硅磚的性質(zhì)，包括化學(xué)礦物組成、真密度、體積密度、耐火度、荷重軟化溫度、高溫體積穩(wěn)定性、抗熱震性以及抗渣性等，與原料的性質(zhì)、晶型轉(zhuǎn)變狀況以及制造工藝等諸多因素密切相關(guān)。

(1)化學(xué)礦物組成。硅磚中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)大于93％。一般硅磚中的晶相為鱗石英和方石英以及少量的殘存石英，基質(zhì)為玻璃相。

(2)真密度和體積密度。硅磚真密度的大小是判斷其晶型轉(zhuǎn)變程度的重要標(biāo)志之一。一般硅磚的真密度小于2.388／cm3，高質(zhì)量硅磚的真密度為2.33-2.34g／cm3。硅石為2.65g／cm3。鱗石英化程度愈高，則燒成硅磚真密度愈小。因此，根據(jù)硅磚的真密度可以判斷硅磚的礦物組成。

硅磚的體積密度與氣孔率有關(guān)。一般硅磚的顯氣孔率為17％一25％，體積密度為1.8-1.95g／cm3。硅磚的成型壓力愈高，體積密度愈大。增大體積密度可以提高硅磚的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、導(dǎo)熱性和抗渣性。

(3)耐火度。硅磚的耐火度較低，為1670-1730℃。隨著SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、晶型、雜質(zhì)種類和數(shù)量的不同稍有變化，但波動(dòng)不大。SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)愈高、雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)愈低，則耐火度愈高。特別當(dāng)A12O3，K2O，Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加時(shí)，硅磚的耐火度降低�？傊�，硅磚的耐火度不高，不能滿足強(qiáng)化冶煉的要求。

(4)荷重軟化溫度。硅磚的荷重軟化溫度較高，一般為1620-1670℃，與其耐火度接近。這主要是因?yàn)闃?gòu)成硅磚的主晶相為具有矛頭雙晶的鱗石英形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和基質(zhì)黏度較大的玻璃相所致。硅磚在荷重作用下加熱從開始軟化變形到其破壞之間溫度間隔不大，一旦達(dá)到軟化溫度便迅速破壞，致使荷重軟化變形溫度范圍很窄。開始軟化溫度與其耐火度接近，這是硅磚的一個(gè)特殊性能。

(5)體積穩(wěn)定性。硅磚在加熱過程中，除了存在一般的熱膨脹外，還發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變并伴有體積膨脹。如果磚內(nèi)存在未轉(zhuǎn)變的殘余石英，高溫下將繼續(xù)轉(zhuǎn)變成鱗石英或方石英，產(chǎn)生較大的體積膨脹。普通硅磚從常溫加熱到1450℃時(shí)，體積膨脹率為1.5％一2.2％，而從1450℃冷卻到250℃時(shí)，體積收縮，終殘余膨脹率為0.1％一0.9％。高質(zhì)量硅磚的殘余膨脹不超過0.3％一0.4％。

(6)抗熱震性；由于溫度劇烈變化時(shí)，硅磚內(nèi)部的結(jié)晶發(fā)生快速型轉(zhuǎn)變，體積突然膨脹或收縮，產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，使硅磚崩裂或剝落。因此，硅質(zhì)耐火耐火磚的抗熱震性很差，在850℃下水冷僅為1-2次。但是，當(dāng)硅磚的使用溫度在600℃以上波動(dòng)時(shí)，由于結(jié)晶不發(fā)生快速型轉(zhuǎn)變，它的抗熱震性較好。

(7)抗渣性。作為酸性耐火磚，硅磚對(duì)酸性和弱酸性爐渣以及含腐蝕性氣體的爐氣的抗侵蝕能力很強(qiáng)。對(duì)含有Ciao和FeO的爐渣侵蝕作用也有一定的抵抗能力。這是由于Si02與CaO或FeO共存時(shí)，Si02吸收一定數(shù)量的Cao和FeO后，在高溫下生成兩種互不相溶的黏度較大的液相，不易形成熔滴或滲入耐火磚的氣孔中。

雖然硅磚的耐火度不是很高，但荷重軟化溫度較高，高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，而且在600℃以上長期使用時(shí)穩(wěn)定性好，能抵抗酸性爐渣的侵蝕。因此，目前主要用于砌筑玻璃熔窯和焦?fàn)t。用硅磚砌筑焦?fàn)t炭化室隔墻，在高溫下具有良好的穩(wěn)固性和氣密性，使用壽命可達(dá)10-15年，如使用得當(dāng)，可達(dá)25年以上。硅磚曾用作酸性轉(zhuǎn)爐的內(nèi)襯磚。電爐爐頂、反射爐拱頂、蓄熱室及沉渣室過去也廣泛采用硅磚砌筑，現(xiàn)在已逐漸被高鋁磚及鎂鋁磚代替。

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