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高鋁電爐爐頂磚

發(fā)布時(shí)間:2017/10/27 16:59:29 點(diǎn)擊率: 來(lái)源:inadmin 作者:榮盛耐材

燒成高鋁電爐爐頂磚是采用向燒結(jié)礬土物料中加入粘土結(jié)合粘土)而生產(chǎn)的。因此,它們的結(jié)構(gòu)主要由燒結(jié)礬土顆粒決定,所以燒結(jié)礬土顆粒的體積變化,要然會(huì)引起耐火磚的宏觀體積變化,這對(duì)耐火磚的尺寸準(zhǔn)確性、密度和耐火性能,都會(huì)產(chǎn)生不利的影響。這種耐火材料的燒成,實(shí)際上是燒結(jié)礬土顆粒與結(jié)合粘土在一起燒結(jié)。在這一過(guò)程中,由于致密的剛玉相能按下式反應(yīng)轉(zhuǎn)變成密度較低的莫來(lái)石而產(chǎn)生膨脹。

高鋁爐頂磚


在各種高鋁耐火材料中,Al2O3≈70%的耐火材料的膨脹量大。這可用莫來(lái)石的化學(xué)組成來(lái)解釋,因?yàn)槠浣M成接近3:2型莫來(lái)石的組成。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵是控制其化學(xué)組成以改變高鋁耐火材料中的礦物結(jié)構(gòu)以及使化學(xué)成分趨于均勻化,從而達(dá)到控制高鋁耐火材料的過(guò)分膨脹的目的。
高鋁耐火材料(磚)燒成時(shí)的莫來(lái)石化過(guò)程所產(chǎn)生的小的莫來(lái)石晶粒,都在燒結(jié)礬土顆粒外圍及顆粒內(nèi)部形成,它不僅趨向于推動(dòng)顆粒分離,而且會(huì)導(dǎo)致顆粒破裂,從而使材料內(nèi)部產(chǎn)生薄弱結(jié)構(gòu)。通過(guò)眾多的試驗(yàn)研究的結(jié)果得出:高鋁耐火材料內(nèi)部產(chǎn)生的這種薄弱結(jié)構(gòu)是與所用燒結(jié)礬土顆粒中的熔劑有關(guān)的。
因?yàn)槿蹌┙档土嗽摲N耐火材料的耐火度,使之在燒成時(shí)所形成的液相大大增加。在這種情況下,由于燒結(jié)礬土顆粒中玻璃相過(guò)多和莫來(lái)石支承骨架不足而使耐火性能嚴(yán)重下降。由此就不難推斷,高鋁耐火材料中玻璃相含量高時(shí),其Al2O3含量高也可能會(huì)變成無(wú)關(guān)緊要和失去意義。
解決熔劑的不利影響,鐙達(dá)建議可以通過(guò)摻入較純的合成高鋁物料細(xì)粉或者盡量減少結(jié)合粘土的用量,以使熔劑的不利影響降低到低限度。采用這些措旋可降低莫來(lái)石的生成量,從而減少耐火磚在燒成時(shí)的膨脹。所有這些措施都有助于改進(jìn)高鋁耐火材料的高溫性能,并抵制其高溫形變。
改變燒結(jié)礬土物料中的礦相結(jié)構(gòu)特性,可導(dǎo)致獲得體積更加穩(wěn)定的燒結(jié)礬土顆粒和一定數(shù)量的玻璃相。因?yàn)檫@種玻璃相在高溫下即為液相,它為熔劑擴(kuò)散到燒結(jié)礬土表面提供了通道,并與基質(zhì)反應(yīng),在顆粒表面形成一層滑膜,這種滑膜是導(dǎo)致該材料過(guò)早變形的原因。
因此,當(dāng)高鋁耐火材料在制造和使用時(shí)產(chǎn)生過(guò)大膨脹時(shí),要然會(huì)導(dǎo)致其耐火性能下降,并在高溫時(shí)易于變形,在使用過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致砌體疏松,從而降低它們的使用壽命。
不過(guò),適量的熔劑對(duì)改進(jìn)燒結(jié)礬土的密度是有作用的,特別是對(duì)氣孔率和常溫耐壓強(qiáng)度有重要影響。因?yàn)樗墒篃Y(jié)礬土顆粒的體積密度更高,具有理想的幾何形狀。我們?cè)缫蚜私獾剑瑳Q定燒結(jié)礬土物料能否作為高級(jí)原料使用的一項(xiàng)重要因素,是燒結(jié)礬土的化學(xué)和礦物組成對(duì)耐火磚的耐火性能的影響程度,因?yàn)樵辖M成中熔劑含量適當(dāng)增加,會(huì)導(dǎo)致在燒結(jié)礬土中形成富莫來(lái)石支架的基質(zhì)。這方面的顯著效果是選用這種原料生產(chǎn)的耐火材料,由于密度高、基質(zhì)部分Al2O3含量分布均勻,因而抗高溫荷重能力高。此外,這種耐火材料的熱穩(wěn)定性也高。
采用預(yù)合成高鋁物料作基質(zhì),可明顯地提高高鋁耐火材料的致密度和耐火性能。這是因?yàn)椋尤牒铣稍蠒r(shí)其膨脹減少了。
膨脹減少的原因是它們比礬土一粘土組成物純度提高了。通常,燒成高鋁耐火材料(磚)中溶質(zhì)適當(dāng)增加,可使之在燒成時(shí)加速莫來(lái)石的形成。因?yàn)槿苜|(zhì)起著助熔劑的作用,它們作為活化中心加速了固體狀態(tài)的反應(yīng),尤其是在這種狀態(tài)下所形成的玻璃相增進(jìn)了催化作用,并使反應(yīng)物更加緊密接觸。采用加入預(yù)合成原料生產(chǎn)的高鋁耐火材料(磚),與礬土一粘土質(zhì)高鋁耐火材料磚)相比,其開(kāi)始沉陷的溫度較高,而且沉陷量也較少。眾多的研究結(jié)果都表明,高鋁耐火材料質(zhì)量的改進(jìn),與其氣孔率并沒(méi)有關(guān)系。顯然,合乎邏輯的解釋是,應(yīng)用膨脹小的預(yù)合成原料和較純的基質(zhì),能明顯地提高高鋁耐火材料的質(zhì)量。
當(dāng)采用預(yù)合成高鋁質(zhì)原料作顆粒時(shí),由于在預(yù)合成時(shí)發(fā)生的礦物和結(jié)構(gòu)上的變化,使得該顆粒料變得更加穩(wěn)定,所以在燒成時(shí)即使再加新的結(jié)合粘土,其膨脹也會(huì)小,因而有利于致密結(jié)構(gòu)的形成。
由以上的討論可以得出,這種預(yù)合成顆粒的體積穩(wěn)定性高,可使高鋁耐火磚更加致密,Al2O3在基質(zhì)中分布均勻,并形成了富莫來(lái)石骨架。因而這種耐火材料是一種抗蝕性能高的理想的高鋁耐火材料。
利用預(yù)合成高鋁質(zhì)物料,可為制磚提供一種結(jié)構(gòu)理想的(主要是非規(guī)則的)體積穩(wěn)定的顆粒,非規(guī)則的預(yù)合成高鋁質(zhì)物料顆粒外形,可導(dǎo)致形成交錯(cuò)互鎖的致密結(jié)構(gòu)。同時(shí),顆粒中Al2O3含量和高鋁耐火材料(磚)基質(zhì)中的Al2O3含量分布合理,從而提高了該耐火材料在高溫下的荷重性能(荷重軟化溫度高)。
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