發(fā)布時(shí)間：2020/8/3 11:44:52

高鋁耐火材料的相平衡原理

高鋁耐火材料在當(dāng)溫度在1545℃以上時(shí)，隨著A12O3含量增大，固相(莫來石或剛玉)的數(shù)量增加，而在制品中能夠生成液相的數(shù)量則相應(yīng)地減少。隨著制品中相組成政變的同時(shí)，制品的耐火性質(zhì)隨著變化，這是由于晶相莫來石或剛玉具有高的耐火性質(zhì)所致。但是，當(dāng)有少量熔劑雜質(zhì)存在時(shí)，則會(huì)嚴(yán)重地降低制品的耐火性。因?yàn)橐合嗟臄?shù)量增加了，且液相的生成溫度也隨之降低。由此可見，制作高鋁耐火材料的原料需是純凈的，否則即使提高制品中A12O3含量也得不到良好的效果。  

當(dāng)高鋁耐火材料中A12O3含量小于72％時(shí)，在高溫度(1870℃)以前，唯一穩(wěn)定的固相是莫來石。SiO2除了莫來石組成中的量外，剩余的SiO2和熔劑物質(zhì)均形成玻璃狀態(tài)物質(zhì)，它在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)橐合唷Ｔ诖朔秶鷥?nèi)，液相在1545℃時(shí)形成。實(shí)際上，由于熔劑物質(zhì)的作用，生成液相的溫度還耍低些。當(dāng)制品的組成和莫來石相(7l.8％A12O3、13.2％SiO2) 相接近時(shí)，液相的形成量就減少，制品的耐火性也提高。因此，A12O3含量小于72%的高鋁耐火材料，它的耐火性質(zhì)隨莫來石含量增多而提高。Al2O3含量大于72％的制品，在沒有熔劑存在時(shí)，出現(xiàn)液刷的溫度為莫來石—?jiǎng)傆裣到y(tǒng)中的共熔點(diǎn)溫度1850℃。實(shí)際上，由于原料中含有熔劑物質(zhì)(通常約1—3%)，使液相形成的溫度降低到1600—1700℃。與此同時(shí)，制品的荷重軟化開始點(diǎn)隨著降低。顯然它比Al2O3含量小于72％的高鋁耐火材料制品要高得多。高鋁耐火材料制品的熱穩(wěn)定性，不但取決于制品的結(jié)構(gòu)一粒度。同時(shí)，由于在不同Al2O3含量的情況下，制品中相組成的變化也影響到這個(gè)性質(zhì)。在低于72％Al2O3含量的制品中，隨著Al2O3的增加，莫來石晶相增多，它的熱穩(wěn)定性也隨著提高。當(dāng)Al2O3含量大于了72％時(shí)，存在的晶相是莫來石和剛玉，這時(shí)熱穩(wěn)定性的變化特征又是另一種情況。增加Al2O3含量會(huì)增加剛王的數(shù)量。而剛玉的熱膨脹系數(shù)比莫來石大(剛玉的線膨脹率在1000℃時(shí)為0.8—0.85％；莫來石為0.50—0.557右)，因而促使降低熱穩(wěn)定性。同時(shí)，提高剛玉含量，會(huì)增大制品的強(qiáng)度和導(dǎo)熱性質(zhì)，也促使熱穩(wěn)定性的指標(biāo)增大。在高鋁耐火材料中，提高Al2O3的含量，就使制品對(duì)堿性爐渣，特別是對(duì)酸性礦渣的抵抗性增強(qiáng)。這是因?yàn)樵谀突鸩牧现蠥l2O3的數(shù)量增加，液相的含量便減少，莫來石的數(shù)量則增加(Al2O3，含量住72％以上時(shí))，而使剛玉相的數(shù)量也增加（Al2O3含量大于72％時(shí)）。對(duì)于純剛玉制品(98—99％Al2O3)而言，它的抗渣性大。這是由于剛玉的化舉惰性比莫來石更大的緣故。但是，高鋁耐火材料對(duì)堿性爐渣的抵抗性是不及鎂磚，鎂鉻磚、鎂尖晶石磚、白云石磚等堿性耐火材料的。這是同Al2O3的酸性性質(zhì)有關(guān)。

耐火水泥加入量過多對(duì)澆注料的影響

耐火澆注料是常見、使用范圍較廣的不定型耐火材料，它是由耐火骨料、細(xì)粉、結(jié)合劑和外加劑組成粘附性混了聊，通常以干料交貨，加水或其他企業(yè)提混合后澆注施工而成。高鋁耐火水泥作為結(jié)合劑材料主要目的是將不同大小顆粒的耐火骨料膠結(jié)在一起，使致具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，將高溫烘烤后形成陶瓷結(jié)構(gòu)。耐火水泥加入量多少對(duì)澆注料的影響很大，具體如下：

（1）水泥量增大，混合時(shí)加水量增加，澆注襯體經(jīng)干燥或熱處理后的能耗高，氣孔率提高。

（2）耐火水泥加入量過多會(huì)導(dǎo)致澆注料中的水化物增多，經(jīng)中溫處理后，由于水化物脫水，導(dǎo)致澆注料襯體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。

（3）高鋁水泥中氧化鈣含量過高，影響澆注襯體的高溫性能。

為了降低高鋁耐火水泥的用量，現(xiàn)在多采用低水泥澆注料或超低水泥澆注料來代替。低水泥澆注料是指高鋁水泥帶入的氧化鈣含量雜1.0%-2.5%的反絮凝澆注料；超低水泥澆注料是指高鋁水泥帶入氧化鈣含量為0.2%-1.0%的反絮凝澆注料。反絮凝澆注料是指至少加入一種反絮凝劑，并含有2%以上超細(xì)粉的水化結(jié)合耐火澆注料。

高鋁耐火材料的性質(zhì)

高鋁耐火材料與粘土耐火材料相比較，突出的特點(diǎn)是耐火度及荷重軟化溫度高，隨Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，抗渣性能顯著改善。1、耐火度。高鋁耐火材料的耐火度波動(dòng)范圍大，一般為1770—2000℃，主要受Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響，隨著制品中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而提高。同時(shí)耐火度還受雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和種類的影響，與制品的礦相結(jié)構(gòu)有關(guān)。2、荷重軟化溫度。高鋁制品的荷重軟化開始變形溫度高于1400℃，并隨著Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而提高。Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于71.8％的制品，荷重軟化溫度取決于莫來石和液相的數(shù)量比例，隨莫來石數(shù)量的增加而提高。液相的數(shù)量和性質(zhì)對(duì)荷重軟化點(diǎn)有明顯影響。Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為71.8％一90％時(shí)為莫來石、剛玉質(zhì)制品，隨Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，玻璃相數(shù)量基本不變，剛玉雖有增多，但莫來石卻減少，故荷重軟化溫度提高不顯著。Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過90％以后，隨Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，玻璃相數(shù)量減少，荷重軟化溫度顯著提高，由Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)90％時(shí)的1630℃升至AL2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)100％時(shí)的1900℃。3、導(dǎo)熱性。高鋁耐火制品比粘土制品具有更高的導(dǎo)熱能力。其原因是高鋁制品中導(dǎo)熱能力很低的玻璃相較少，而導(dǎo)熱能力較好的莫來石和剛玉質(zhì)晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，提高了制品的導(dǎo)熱能力。4、抗熱震性。高鋁耐火制品的抗熱震性介于粘土制品和硅質(zhì)制品之間，850℃水冷循環(huán)僅3—5次。這主要是由于剛玉的線脹性較莫來石高，而無晶型轉(zhuǎn)化之故。提高高鋁制品的抗熱震性是亟待解決的重要課題。目前，以改善制品的顆粒結(jié)構(gòu)，降低細(xì)粒料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及提高熟料臨界顆粒尺寸和合理級(jí)配，來提高制品的抗熱震性。具有合理結(jié)構(gòu)的高鋁磚抗熱震性可提高到上述冷熱循環(huán)30次以上。5、抗渣性。高鋁耐火磚的主要成分為Al2O3。Al2O3為兩性氧化物，當(dāng)制品為莫來石·剛玉質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，抗渣性隨Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增強(qiáng)，隨液相的減少而提高。高鋁耐火制品既能抵抗酸性渣的侵蝕，又能抵抗堿性渣的作用。但抗堿性渣的能力不及鎂質(zhì)材料，卻優(yōu)于粘土材料，并隨著莫來石和剛玉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增強(qiáng)。此外，高鋁耐火材料的抗渣性能，還與制品在渣中的穩(wěn)定性有關(guān)。如在CaO-FeO-Al2O3-SiO2平衡系中，剛玉質(zhì)制品穩(wěn)定性較差，而在沒有FeO的CaO-MgO-Al2O3-SiO2平衡系中，剛玉質(zhì)和莫來石-剛玉質(zhì)制品的穩(wěn)定性明顯改善，抗渣性提高。經(jīng)高壓成型和高溫?zé)�成，使制品的氣孔率降低，能夠有效地提高制品的抗渣性�?/div>