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浅谈高铝砖的成分

发布时间:2015/4/13 16:23:57 点击率: 来源:admin 作者:beat365在线官网

     高铝砖的成分

 

高铝砖:用铝硅系原料生产的耐火材料中,以Al2O3为主要成分划分的砖有高铝砖、莫来石砖及刚玉砖。

耐火砖:具有一定形状和尺寸的耐火材料。按制备工艺方法来划分可分为烧成砖、不烧砖、电熔砖、耐火隔热砖;按形状和尺寸可分为标准型砖、普通砖、特异型砖等。例如:耐火粘土砖、高铝砖、硅砖、镁砖等。

自然界中主要有铝土矿和硅线石族矿物。

硅线石族矿物:存在于受过变质过程的泥质岩中,或原矿床经风化后的冲积层中。在变质期间经历了温度与压力的演变作用,泥质岩内部基质结晶,形成硅线石、红柱石及蓝晶石矿。它们有着相同的化学成分,是天然的无水硅酸铝原料,但它们有不同的矿物特性。大部分无水硅酸铝原料,需要经过选矿,提高纯度才能使用。

铝土矿:化学组成及物理性能变化的范围很大,是由于它在成矿初期,含铁物质与氢氧化铝呈胶体状的混合物的缘故。矿床分布较广,有些矿床对耐火材料是无价值的,主要作炼铝的原料。原料中含铁量高的,俗称铁矾土。作为耐火材料使用的是呈白色或灰白色,较纯的矿,耐火度在1800~2000℃。原料的化学组成变化较大。铝土矿的特性与氧化铝相似,与碱金属氧化物作用,生成铝酸盐,起酸根的作用;与酸作用,生成铝盐。铝矾土是非塑性的含水氧化铝矿物,含有一水铝石和三水铝石 

高铝砖的矿物组成根据所使用的铝矾土所定,熟料的矿物组成一般是莫来石、刚玉和玻璃相。莫来石理论组成为Al2O371.8%,SiO228.2%,其熔融分解温度为1840℃。具有针状结晶,呈网络交叉结构,高温状态表现出较好的强度。刚玉以α-Al2O3形态存在,熔点为2050℃,硬度为莫氏9级,呈粒、柱状晶体,有良好的化学稳定性,对酸、碱性炉渣都有一定的抵抗能力。

以莫来石矿物组成为基础,根据Al2O3含量,可以判断高铝砖的相组成。砖中Al2O3低于71.8%时,组成基础是莫来石和SiO2,如LZ-48牌号砖。因含有大量的SiO2在高温下形成的液相可达20%~30%;砖中Al2O3超过71.8%时,多余的Al2O3在高温下形成刚玉晶体,同时生成2个高温晶相,共熔温度由低Al2O3含量砖的1595℃上升到1840℃,如牌号为LZ-75的砖。实际上,生产中不可能反应达到完全的相平衡状态,但形成的玻璃相甚少,存在于晶相的局部间隙中,含量不超过10%。

高温机械性能不完全取决于砖内的Al2O3含量,更取决于形成的晶体形状及玻璃相数量,组成与粘度。对高铝砖进行的蠕变试验或刚性模量和断裂模量的研究表明,莫来石质砖高温机械性能好于高Al2O3含量的砖。LZ-75牌号的高铝砖,尽管形成大量的高耐火度的α-刚玉晶体,呈粒、柱状,其微观结构坚固性不亚于莫来石结构,但在应力作用下晶间少量的玻璃液使其产生滑移,引起结构变形、强度下降。莫来石质砖,如LZ-65、LZ-55牌号,主要是莫来石晶体,呈针状,形成交叉网络结构,玻璃相充填其间,能承受应力,不易变形,具有良好的高温强度,尤其用硅线石族原料制的砖,原料纯度高,经过烧成生成莫来石与SiO2除少量的SiO2与极微量杂质形成玻璃相外,其余的SiO2生成方石英充填于莫来石晶间,在冷却后产生中间膨胀。该砖在长期使用中表现良好的抗蠕变性。LZ-48牌号的砖,尽管生成莫来石晶体,但它被大量的玻璃相淹没,所以高温机械强度较差,但常温耐压强度较好。因而,等速蠕变速率不同。LZ-75牌号砖的转折温度在1120~1130℃;LZ-48牌号砖的转折温度在1050℃;而莫来石质砖没有观察到转折点。

以莫来石和刚玉为基本组成的高铝砖高温断裂模量及刚性模量于800℃开始出现转折;抗张强度在1000℃附近开始转折,它们都有一个共同点,即在常温至1000℃之间,其强度随温度升高而增加,反映了两晶相受热膨胀减轻了残余内应力,使微裂纹弥合,导致强度升高。

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