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高铝质耐火材料的性能及特点

发布时间:2018/5/29 17:50:14 点击率:

  Al2O3含量大于48%的硅酸铝质耐火材料统称为高铝质耐火材料。按Al2O3含量的多少划分为三个等级:一等(Al2O3>75%),二等(Al2O3为60%~75%);三等(Al2O3为48%〜60%)。根据矿物组成可分为:低莫来石质(包括硅线石质)及莫来石质(Al2O3:48%〜71.8%),莫来石-刚玉质及刚玉-莫来石质(Al2O3:71.8%~95%),刚玉质(Al2O3:95%~100%)。

  随着制品中Al2O3含量的增加,莫来石和刚玉成分的数量也增加,玻璃相相应减少,制品的耐火性随之提高。从图4.2可知,当制品中AI2O3含量小于71.8%时,制品中唯一高温稳定晶相是莫来石,且随Al2O3含量增加而增多。对于Al2O3含量在71.8%以上的高铝制品,高温稳定晶相是莫来石和刚玉,随Al2O3含量增加,刚玉量增多,莫来石减少,相应地提高制品的高温性能。

  高铝制品的荷重软化温度与AI2O3含量的关系

  图1 高铝制品的荷重软化温度与Al2O3含量的关系

  制品的烧成温度取决于矾土原料的烧结性。用特级及一级矾土熟料(体积密度≥2.80g/cm3)时,原料的组织结构均匀,杂质Fe2O3、Ti02含量偏高,使坯体易烧结,但烧成温度范围较窄,易引起过烧或欠烧。采用二级矾土熟料(体积密度≥2.55g/cm3)时,由于二次莫来石化造成的膨胀和松散效应,使坯体不易烧结,故烧成温度略高。采用三级矾土熟料(体积密度≥2.45g/cm3)时,组织致密,Al2O3含量低,烧成温度较低,一般略高于熟料粘土制品的烧成温度约30~50℃。高铝制品在氧化焰中烧成。

  由于高铝质耐火材料中的AI2O3含量超过高岭石的理论组成,所以,其使用性质较粘土质耐火材料优异,如较高的荷重软化温度和高温结构强度以及优良的抗渣性能等。

  高铝质耐火材料的荷重软化温度是一项重要性质。实验结果表明它随制品中Al2O3含量的变化而变化。

  Al2O3含量低于莫来石理论组成时,制品中平衡相为莫来石-玻璃相。莫来石含量随AI2O3含量的增加而增加,荷重软化温度也相应提高。

  高铝质耐火制品的耐热震性比粘土质耐火制品差,850℃水冷循环3~5次。这主要是由于刚玉的热膨胀性较莫来石高,而无晶形转化之故。而且一、二等高铝质耐火制品耐热震性比三等高铝质耐火制品差些。

  在生产上,通常采取调整泥料颗粒组成的办法,以改善制品的颗粒结构特性,从而改善其耐热震性。近年来,在高铝质制品的配料中加入一定数量的合成堇青石,制造高耐热震性的高铝质制品,取得明显的效果。

  高铝质耐火材料的抗渣性也随Al2O3含量的增加而提高。降低杂质含量,有利于提高抗侵蚀性。

  高铝制品与粘土制品相比,具有良好的使用性能,因此比粘土制品具有较长的使用寿命,成为目前建材工业应用较广泛的耐火材料之一。水泥窑的烧成带、玻璃熔窑的某些部位,以及高温隧道窑都采用高铝砖作窑衬。


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