三石在高鋁耐火磚的應(yīng)用介紹

“三石”特種高鋁耐火磚 

三石礦物的制磚工藝與高鋁磚的基本相同。但是利用三石制成的特種高鋁磚性能還是有所不同。

以三石為主要原料的特種高鋁磚，其大特點(diǎn)是制品在使用過程中具有持續(xù)的抗蠕變性能。這與三石本身的純度高、抗蠕變性強(qiáng)及其持續(xù)的莫來石轉(zhuǎn)化因素有關(guān)，有的制品還與三石原料的二次莫來石化有關(guān)。

以三石為主要原料的特種高鋁磚，由于原料本身的A1203和Si02分布均勻，雜質(zhì)含量低，故而制品的組織結(jié)構(gòu)均勻、致密，加熱后的相組成比較接近于熱平衡狀態(tài)時(shí)的組成，因此，耐火高鋁磚性能優(yōu)良。三石精礦中的Al2O3含量直接影響其應(yīng)用效果。Al2O3含量越接近于理論組成，表明原料的純度越高，則其應(yīng)用效果越好，制品在燒成時(shí)的收縮越小，其荷重軟化溫度也越高。與相應(yīng)組成的高鋁磚相比，用三石原料制得的產(chǎn)品的荷重軟化溫度能提高100～150℃。以三石為主要原料制得的特種高鋁磚廣泛應(yīng)用于鋼鐵、玻璃化工等因素。  

“三石”種類及加入量對低蠕變高鋁磚性能的影響

通過"三石"的引入可以使低蠕變高鋁磚的燒成溫度提高到1520℃,隨著加入量的增加,燒成溫度提高,荷重軟化開始點(diǎn)溫度上升到1700℃以上,1500℃×50h蠕變率低于0.8%。在低蠕變高鋁磚中添加“三石”,改善了高鋁磚的高溫物理性能,其主要原因就是:利用“三石”在高溫下的相變轉(zhuǎn)化改善高鋁磚的組織結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu),并利用復(fù)相改性及微裂紋增韌機(jī)理,提高其抗熱震性能和抗蠕變性能。其作用分析如下:

(1) 由于“三石”在高溫下發(fā)生莫來石化反應(yīng)引起體積膨脹,其結(jié)晶在整個(gè)顆粒上進(jìn)行,燒成過程中“三石”的相變轉(zhuǎn)化引起在顆粒周圍產(chǎn)生很多微小裂紋,微裂紋的存在提高了高鋁磚的抗熱震穩(wěn)定性。

(2)“三石”的不可逆的轉(zhuǎn)化為莫來石,增加了高鋁磚有益的礦物相含量,改善了高鋁磚的組織結(jié)構(gòu),相變后形成的莫來石其結(jié)晶方向平行于原晶相界面,保持了原有的排列方式,在高溫荷載下,能夠有效的抑制晶界滑移,有利于提高高鋁磚的蠕變性能。

(3)“三石”在燒結(jié)過程中部分已進(jìn)行了轉(zhuǎn)化,未轉(zhuǎn)化的“三石”在高溫作用下還可持續(xù)發(fā)生一次和二次莫來石化反應(yīng),引起持續(xù)的膨脹效應(yīng),能夠補(bǔ)償在高溫荷載下的壓縮量,進(jìn)一步提高了高鋁磚的蠕變性能。

藍(lán)晶石在1300℃開始大量分解,到1360~1400℃時(shí)分解劇烈,細(xì)針狀莫來石晶體發(fā)育長大。當(dāng)溫度達(dá)到1450℃時(shí)藍(lán)晶石已基本完全莫來石化,柱狀晶體明顯發(fā)育,在其反應(yīng)過程中伴隨有16~18%的體積膨脹,而且反應(yīng)速度較快。而紅柱石分解溫度高于藍(lán)晶石,約1400℃時(shí)開始,轉(zhuǎn)化速度慢于藍(lán)晶石,其反應(yīng)過程伴隨3~5.4%的體積膨脹。由于基質(zhì)中藍(lán)晶石、紅柱石的莫來石化,增加了制品的莫來石相含量,減少了玻璃相的含量,當(dāng)基質(zhì)中生成的莫來石數(shù)量多,基質(zhì)中就會(huì)形成針狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使顯微組織結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。同時(shí)藍(lán)晶石、紅柱石轉(zhuǎn)化為莫來石伴隨的膨脹平衡了制品的燒成收縮,終使基質(zhì)致密化。因而添加藍(lán)晶石、紅柱石的低蠕變高鋁磚荷軟開始點(diǎn)溫度上升,抗蠕變性能得到提高。

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