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硅砖的热震稳定性高吗?

发布时间:2021/4/12 11:39:21 点击率:

硅砖的热震稳定性不高,在耐火材料中是比较差的,但是其荷重软化温度和耐火度比较接近,硅砖对酸性炉渣具有良好的抵抗性,常用于玻璃窑、焦炉、热风炉,用的好的话可以用10至20年以上。



硅砖SiO2的质量分数不低于93%。对Al2O3,FeO,Fe2O3等氧化物也具有良好的抵抗性,但对碱性炉渣的抵抗能力差,易被CaO,K2O,Na2O等氧化物作用而破坏。硅砖的荷重软化温度高达l640-1680℃,在高温下长期使用体积比较稳定。

硅砖的组成
一、化学成分
硅砖是由纯石英石经锻烧精选后与少量石灰乳混合而成。部分骨料可用废硅砖破碎后使用。先进的硅砖原料应经过特殊化学处理,以去除杂质硅砖的一般化学成分。

晶相构成
不难看出,硅砖的不难看出:硅砖的相组成主要是SiO2结晶和少量硅酸钙等硅酸盐结晶SiO2结晶的种类很多,有石英、鳞石英和方石英三种晶型硅砖晶相组成(%)硅酸钙等硅酸盐结晶SiO2结晶的种类很多,方石英2080、方石英315、玻璃相440。
硅砖晶相中,熔点比较高的是SiO2晶体,熔点为1713deg;C。硅砖不可能由100%纯SiO2组成。这不是因为原材料的纯度难以达到,而是因为SiO2晶体不能结合,所以有其他成分。这些成分组成的晶体相和少量玻璃相的熔点低,起到结合SiO2晶体颗粒的作用,所以结合物。砖中的大颗粒SiO2晶体称为骨料。结合物的耐腐蚀性和耐高温性都比骨料差。但是结合物太少会使骨料结合松散,所以要正确选择结合物。

(1)化学矿物。硅砖中SiO2的质量分数应大于93%。一般硅砖中的晶相为鳞片应时、方形应时和少量残留应时,基质为玻璃相。

(2)真实密度和体积密度。硅砖的真实密度是判断晶体变化程度的重要标志之一。一般硅砖的真实密度小于2.388/cm3,优质硅砖的真实密度为2.33-2.34g/cm3。硅石为2.65g/cm3。鳞片石英化程度越高,烧成硅砖的真实密度越小。因此,硅砖的矿物组成可以根据硅砖的真实密度来判断。
硅砖的体积密度与孔隙率有关。一般硅砖的孔隙率为17%-25%,体积密度为1.8-1.95g/cm3。硅砖的成型压力越高,体积密度越大。增加体积密度可以提高硅砖的结构强度、热传导率和耐渣性。

(3)耐火性。硅砖的耐火性较低,温度在1670-1730℃之间。由于SiO2的质量分数、晶型、杂质种类和数量稍有变化,但波动较小。二氧化硅的质量分数越高,杂质的质量分数越低,耐火性就越高。尤其是A12O3,K2O,Na2O的质量分数越高,硅砖的耐火性就越差。总而言之,硅砖耐火性不高,不能满足强化冶炼的要求。

(4)负荷软化温度。硅砖的负荷软化温度较高,一般在1620-1670℃之间,与其耐火性接近。其主要原因在于构成硅砖的主晶相是由具有矛头双晶的鳞石英形成的网状结构和基质粘度较高的玻璃相所致。硅砖在荷载作用下加热,从开始软化变形到破坏,温度间隔不大,一旦达到软化温度,就会迅速破坏,导致荷载软化变形温度范围狭窄。开始软化温度接近其耐火性,这是硅砖的一种特殊性能。

(5)体积稳定性。硅砖在加热过程中,除了一般的热膨胀外,还会发生晶型变化,伴有体积膨胀。如果砖中有未变化的残留应时,高温下会继续变成鳞片应时或方形应时,产生较大的体积膨胀。普通硅砖从常温加热到1450℃时,体积膨胀率为1.5%-2.2%,而从1450℃冷却到250℃时,体积收缩,比较终残留膨胀率为0.1%-0.9%。优质硅砖的残留膨胀率不超过0.3%-0.4%。

(6)抗热震性能;硅砖内晶体因温度变化剧烈而迅速变化,体积突然膨胀或收缩,产生较大的内应力,使硅砖破裂或剥落。所以硅耐火耐火砖的耐热震性能较差,在850℃下水冷仅1-2次。但当硅砖的使用温度在600℃以上波动时,由于晶体没有快速变化,其耐热震性能较好。
(7)防渣性能。硅砖作为一种酸性耐火砖,对酸性、弱酸性炉渣和含有腐蚀性气体的炉气具有很强的耐腐蚀性。它还具有一定的抗腐蚀作用。因为当Si02与CaO或FeO共存时,Si02吸收一定数量的Cao和FeO后,在高温下产生两种粘度较大的液相,不易形成熔滴或渗入耐火砖的孔隙。

如何实现硅砖热风炉的长期保温?
硅砖热风炉根据停炉时间的长短和维修部位和设备,可采用不同的保温方法。
(1)高炉6天内的休风,热风炉有很多检查项目,休风前烧热风炉,把炉顶温度烧到允许的比较高值即可。
(2)高炉10天内的休风,热风炉没有检查项目,高炉休风前冷却热风炉,特别是降低废气温度,保温期间炉顶温度低于700℃时烧炉,10天内废气温度不超过400℃。
如果是长时间(大于10天)的保温,则必须采用炉顶温度低于750℃的烧炉加热;如果废气温度高于350℃,则进行送风冷却,热风由热风总管通过倒流排放到大气中。为防止热风窜入高炉影响施工,应在倒流休风管与高炉之间的热风管道内筑一道挡墙。热风炉顶温降至750℃时,强制燃烧炉,再次燃烧炉时问为0.5~1.0h,炉顶温度达1100~1200℃。在350℃时进行送风冷却。冷风量在100~300m3/min左右,风压在5kPa左右,冷风由其它高炉调拨或安装通风机。操作程序与热风炉的正常工作程序相同,每个热风炉轮流燃烧送风。每个班每个硅砖热风炉大约更换一次。采用这种方法保温100多天,效果非常好。

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