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高铝耐火砖性质及网状裂纹的产生因素

发布时间:2020/8/6 10:26:56 点击率:



高铝质耐火砖的性质
高铝质耐火砖的重要工作性质之一是在高温下的结构强度,这一特性通常用荷重软化变形温度来评定。近年来也测定其高温蠕变性来反映其高温结构强度。试验结果表明,荷重软化温度随Al2O3。含量的增加而提高。
Al203含量在70%以下的耐火砖,荷重软化温度取决于莫来石晶相和液相间的数量比例,随莫来石的数量增加而提高。液相的数量和性质对荷重软化温度有明显的影响。因此,降低原料中杂质含量,有利于改善荷重软化温度及高温蠕变性。
对于Al203含量为70%~90%的莫来石——刚玉系耐火砖,Al203含量增多,荷重软化温度的提高不显著。这是由于高温下莫来石晶体的部分软化,以及与奠来石晶体发生作用的熔剂杂质的数量稍有增加,特别是Ti02. Fe203成分随原料中Al203含量增加而稍有增加,改交了高温液相的数量和性质。
由于玻璃相中Ti02. Fe203成分的大量增加,使玻璃相的数量增多,粘度下降。这就是明显地影响荷重软化温度及高温蠕变性提高不大的症结所在。只有当耐火砖过渡到几乎完全由刚玉组成,即耐火砖Al203含量达95%以上时,高温结构强度才有明显地提高。
高铝耐火砖的抗热震性比粘土砖差,这与耐火砖中的矿物组成密切相关。I、Ⅱ等高铝砖比Ⅲ等高铝砖(差些。在生产中常通过改善耐火砖的颗粒结构特征或在配料中加入一定数量的合成堇青石(2Mg0.2AI203.5Si0z)等其他矿物来改善耐火砖的抗热震性:
据河南荣盛耐火材料厂专家先容,高铝耐火砖的抗渣性能随Al203含量的增加而增强。但它对碱性熔渣的抗蚀能力低于碱性耐火材料。杂质含量的降低,有利于提高抗渣性。同时,提高耐火砖的密度:降低气孔率,也是提高其抗渣性的有效措施。
高铝砖比粘土砖具有较高的导热性,这同高铝耐火砖中玻璃相减少及莫来石晶体或刚玉晶体的增加有关。
高铝质耐火砖为什么会产生网状裂纹?
高铝质耐火砖为什么会产生网状裂纹?据悉,高铝质耐火砖的表面经常会出现网状裂纹是生产高铝砖时的缺陷,这种网状裂纹产生的原因往往会比较复杂。比如,熟料的杂质含量(特别是R2O含量)、细粉加入量、临界颗粒尺寸、泥料的混合质量、坯体干燥介质的湿度和温度、坯体在烧成过程中发生的收缩以及二次莫来石化反应和刚玉再结晶作用等,都会导致制品的表面产生网纹。高铝砖的烧结是液相烧结,液相的形成温度和液相量、烧成时的气氛条件也是造成表面网络裂纹的重要因素。
高铝质耐火砖烧结程度和烧成气氛及存在于气相中的挥发物对高铝制品表面网状裂纹具有很大的影响。烧结不良的熟料在制品烧成过程中继续收缩,引起制品开裂和产生裂纹;同时烧结不良的熟料中,二次莫来石化不充分,在制品的烧成过程中,熟料本身的二次莫来石化仍在继续进行,这是造成制品收缩不一致的一个内在因素,导致了制品网状裂纹数量的增多和开裂程度的加大。
据悉,高铝质耐火砖制品表面的网状开裂程度还与所采用熟料的吸水率有着密切关系。熟料的吸水率越大,网纹的开裂程度就越大。当用吸水率达的熟料制砖时,制品在烧成过程中熟料本身要继续完成烧结过程,制品收缩较大,且不均匀,因而容易出现开裂和网纹。另外窑内烧成气氛也是高铝制品产生网络裂纹的原因之一,烧成高铝制品时,窑内气氛需弱氧化焰,过剩空气系数控制在1.1-1.2.实践表明,制品表面网络裂纹有过剩空气系数增大而减少的趋势,但是空气过剩系数波动不宜过大。
此外,高铝质耐火砖制品表面网络裂纹多产生于码砖缝隙内的砖表面。因此可以推断,当窑内过剩空气系数小,或产生还原气氛时,由于砖缝较小,CO容易在这些地方滞留,从而使制品中的Fe2O3还原成FeO;面向通道的砖表面,气流比较畅通,所以不会受气氛变化的影响,没有网络裂纹的产生。特别需要注意的是,在烧成过程中应尽量避免燃烧气氛性质的频繁变化。因此这种交替的变化作用将使表面受到损伤。
由高铝质耐火砖表面网络裂纹较多的制品的表面和中心部位的化学分析可以看出,砖体表面的Al2O3比中心部位高1%-2%,而SiO2低1%-2%,NaOb比中心高10倍以上。由物相分析可知,表皮莫来石含量比中心部位低12%,刚玉含量高4%-5%,玻璃相含量高7%-8%。这说明在Na2O的迁移过程中,Na+挥发并吸附在高铝砖表面上,它将促进使莫来石分解,使制品表面的莫来石减少,刚玉、玻璃相增加。由于表面的液相量的增多和提前出现,使砖体表面过早收缩,导致网纹的产生。
实践表明,为了避免和减少高铝砖表面网络裂纹产生,对1.2.级高铝矾土熟料的吸水率分别控制在4%-5%以下,对筒磨粉的吸水率也应控制在5.5%以下,过剩空气系数控制在1.1-1.2之间为宜,使高铝砖的烧成处于稳定的弱氧化气氛中。
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