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莫来石-硅线石砖的性能分析

时间:2020-07-03 15:30 编辑:耐火材料生产厂家点击:次


 
硅线石砖指天然硅线石原矿切割而成的块体或由硅线石粉料用结合方法制成的硅线石耐火砖。通常将硅线石原矿在隧道窑内煅烧到1500℃,使其体积变化达到稳定状态。熟料经粉碎后供作瘠料使川。在这种熟料中加入适当的可塑粘土配成坯料,可用来制耐火砖。坏体经干燥后,在隧道窑内于1700℃下烧成,制成莫来石砖。用硅线石制造的硅线石砖,由于其本身的SiO2及Al2O3分布均匀,故成品耐火砖的结构均一,并且十分接近平衡状态,所以它的物理指标较好。硅线石砖有以下特点:①硅线石配入制耐火砖砖料里,对耐火砖性能的改善是有益的,随着硅线石的增加,其效果更加显著。②硅线石中Al2O3含量高,其耐火砖无烧成收缩,Al2O3含量低的,其耐火砖烧成收缩则大。 ③硅线石的加入对耐火砖的气孔率、体积密度均无影响。硅线石中Al2O3含量高的,制作成的耐火砖荷重软化温度也高,但耐火砖的强度偏低。硅线石砖由于其荷重软化温度高,具有良好热热稳定性,耐密性和抗渣性也好,所以适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等工业部门的工业窑炉各部位,如烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙以及盛钢桶、滑板等。
莫来石-硅线石型低蠕变砖(简称硅线石砖,牌号H23)及高炉风口用H31硅线石砖。
莫来石-硅线石低蠕变砖制品的蠕变率,不仅是研制、批量制品达到要求,而且大批量生产也如此,蠕变率均小于1%。该硅线石砖有优异抗蠕变性的原因,从显微结构分析中有如下认识:
(1) 制品的主晶相是莫来石。基质材料由莫来石、刚玉和少量特殊抗侵蚀化合物组成。总的晶相含量约95%左右,表明制品是以晶相为主。
(2) 制品中的玻璃相约5%左右,表明原料杂质少,高温下形成液相的含量少。
(3) 硅线石的分解膨胀反应,尤其是二次莫来石化的膨胀效应,强化了基质的高温结构强度。
莫来石结晶相来源于两个方面:
(1) 制品的粗颗粒原料,选用莫来石(电熔或烧结),并且所选用莫来石杂质很少,纯度很高。
(2)  添加硅线石精矿在高温下转变的莫来石晶相(一次莫来石化)和由于高温下硅线石相变产生的SiO2与制品内的高铝物料再次反应形成的莫来石(二次莫来石化),增加了晶相的含量。
莫来石的大量存在,表明硅线石砖是以结晶相为主,玻璃相效应影响很小。
莫来石呈柱状、长柱状或针状晶体,形成了特殊的网络结构以及一次或二次莫来石化过程中伴随的体积膨胀效应,进一步强化了基质的高温结构强度。以上所述是制品具有优良的抗蠕变性能的原因。
长柱状莫来石搭骨架,其间为莫来石、刚玉等充填。
采用与上相似的技术路线,即用电熔莫来石为骨料,添加硅线石,成型后在156m隧道窑烧成,烧成温度1480 ~  1500℃。
以莫来石、刚玉为主体原料,硅线石、红柱石、矾土为共磨料,以适当比例及间断颗粒配料,高压成型,控制砖坯密度为2.7?3.0g/cm3,1530℃±20℃恒温8h下烧成,也制得硅线石砖。
高炉硅线石砖用硅线石为基质,莫来石、矾土熟料、焦宝石熟料作骨料,加入适量结合黏土以适当的比例与颗粒混合,经搅拌预先配成混合粉。结合剂为纸浆水溶液,比重为1.26g/cm3,加入量为2.4%左右。经高压成型和适当烧成温度而成。
硅线石砖的烧成温度在1350 ~1400℃之间。这是工艺参数上的一大特色。烧成是在隧道窑中进行的,在高铝物料(矶土、莫来石等)中添加硅线石可以制得耐火材料
加人硅线石改善材料的热震稳定性,莫来石晶相起重要作用。配料中的矾土高温下获得细小交错的莫来石和玻璃相,而基质的硅线石与α-Al2O3或高铝矾土适合搭配,生成莫来石(一次和二次莫来石)。莫来石晶相加上引入的线膨胀系数小或热导率大的矿物,自然对材料的抗热震有利。抗热震性。
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