低蠕變高鋁磚配料生產及產品性能影響因素介紹

 

低蠕變高鋁磚配料生產

低蠕變高鋁磚的原料是II等高鋁礬土熟料(吸水率≤4%)、純度較高的硅線石、AL2O3含量大于99%的白剛玉和質地較純的蘇州土。首先，將硅線石、白剛玉及適量粘土按一定比例配制，(以形成的莫來石多為宜)共同細磨至小于0.08mm占90%以上。以剛玉砂和硅線石混合料作中顆粒，臨界粒度3mm的II等高鋁礬土熟料為粗顆粒。顆粒配比如下：粗中細為4:2:4。

 

將粗顆粒、中顆粒置于混碾機中混合2~3min，加入結合劑混勻后再加入細粉，混煉12min .配料粒度組成(%)：>3mm 1.4-2.3 ：3~2mm 1.83-22.1: 2~1mm 18.7-24.8: 1~0.5mm 12.1~14.4： 0.5~0.1mm 4.6~5.2： 

<0.1mm 39.5~41.6：水分3.2。

 

泥料經8h困料，用300t 磨檫壓磚機成型，坯體氣孔率≤20%，體積密度大于2.78g/cm?。坯體經140~160℃烘干，烘干后的殘余水分≤1%。將烘干后的坯體置于倒焰窯中燒成，終燒成溫度1530℃。該制品的顯氣孔率為 

18~20%，體積密度2.76g/cm?，耐壓強度51.3~69.4MPa，重燒收縮—0.4%，1490℃，0.2MPa，50h的蠕變率0.56%。該制品可用作大型高爐熱風爐用磚。

 

高熱震低蠕變高鋁磚

高熱震低蠕變高鋁磚的研制以入工合成M45莫來石為主原料，基質中添加莫來M75細粉.合理選用三石原料，以耐火土作結合劑，科學設計組分，研制開發1100℃水冷條件下，熱震穩定性大于55次(僅出現微細網狀紋)，1350℃*0.2MPa、20~50h蠕變罕＜0.2％約高熱震低蠕變高銘磚。

隨著現代冶煉技術的發展，熱風爐普遍采用了高風溫技術，而且要求熱風爐的使用壽命更長：因此對熱風爐用耐火材料的綜合性能提出了更高的要求。熱風爐用耐火材料的損毀通常是由熱應力、化學侵蝕、機械載荷作用引起的。入們普通認為熱風爐損毀的一個重要原因就是耐材的抗高溫蠕變性能差，導致爐襯材料的塌陷、變形和裂紋，因此引起了入們對熱風爐用低蠕變磚的普遍關注。近幾年，入們對熱風爐的損毀又有了更深刻的認識，由于爐襯材料受到冷熱交替變化產生的熱應力的反復作用，引起砌體的裂紋、開裂和剝落，導致熱風爐的損毀，材料的抗熱展穩定性己越來越引起入們的關注，認為材料的抗熱震穩定性是宣接影響熱風爐壽命的又一項重要指標。因此，我們研制開發了高熱震低蠕變熱風爐用高鋁磚，以滿足鋼鐵企業的需要。

選用入工合成M45莫來石作主原料，M45料為低鋁莫來石合成料，其主晶相為莫來石，由于其氣率低(一般為2％)，結構非常致密，而且Fe2O3、TiO2雜質含量低，具有良好的高溫體積穩定性、抗沖刷性；為進一步提高材料的熱震穩定性和抗蠕變性能，基質中添加M5莫來石細粉，并合理選用了三石原料，用耐火土作結合劑，以強化基質性能和促進晶相形成改善顯微結構。

以M45莫來石作骨料，三石選作中間穎粒，并經過嚴格的磁選處理，基質中除用部分低雜質的外，還添加了M75莫來石細粉，以耐火土作結合劑；采用上述原料科學配伍，合理設計組分，按照顧粒緊密堆積原理，合理調整粒度組成；為均化基質.細粉部分采取了預混合工藝，嚴格按照先加顆粒料，再加結合劑紙漿，后加入混合粉的加料順序進行混練；在630t摩擦壓磚機上成形，控制濕坯體積密度＞2.55g／cm3，采用隧道干燥器進行干燥，干燥后的殘余水分＜1.0％；在隧道窯弱氧化性氣氛中燒成，燒成溫度1420℃，保溫10h。

M45是低鋁莫來石料，其主晶相為莫來石，由于氣孔率極低(顯氣孔率1.6％)，結構非常致密，具有針狀的莫來石結構.因此用作骨料起到很好的骨架作用；基質中引用了部分M45，由于Fe2O3、TiO2雜質含量很低，在一定程度上純化了基質，高溫下出現的液相熟度大，不易于潤濕主晶相，有利于提高蠕變性能。

添加三石的目的就是利用其在高溫下的相變轉化改善制品的組織結構和顯微結構.并利用復相改性及微裂紋增韌機理，提高高鋁磚的蠕變性能和熱震性能。其作用分析如下：

1、由于三石在高溫下發生莫來石化反應引起體積膨脹，其結晶在整個顆粒上進行、制磚燒成過程中，三石的相交轉化引起在其顆粒周圍產生很多微小裂紋，微裂紋的存在提高了材料的熱層穩定性.觀察1100℃水冷55次后的試樣，僅出現微小的網狀紋，三塊試樣無一掉塊，足可以說明三石的作用。

2、三石不可逆的轉化為莫來石，增加了制品有益的礦物相含量，改善了制品的組織結構，相變后形成的莫來石其結晶方向平行于原晶相品面，保持了原有的排列方式，在高溫荷載下，能夠有效的抑制品界滑移，有利于提高制品的蠕變性能。

3、三石在燒結過程中，部分已進行了轉化，未轉化的三石在高溫作用下，還可持續發生一次和二次莫來石化反應，引起持續的膨脹效應，能夠補償在高溫荷載下的壓縮量，進一步提高了制品的蠕變性能。

M75細粉的引入為莫來石網絡的形成起到了晶核作用促進了燒結。M75富余的Al2O3與三石莫來石化富余的SiO2形成二次莫來石確保了制品莫來石網狀結構的完善，促進了晶體發育、長大和制品的燒結，提高了材料的力學性能，有利于材料的高溫蠕變性能和熱展穩定性的提高。

以低雜質的M45合成莫來石為主原料，利用三石和M755細粉的綜合特性，通過強化基質性能，改善制品組織結構和顯微結構，并利用復相改性和微裂紋增韌機理可以研制出高熱震低蠕變熱風爐用耐火材料。

 

幾種因素對低蠕變高鋁磚性能的影響

低蠕變高鋁磚以“三石”理論為基礎。選用礬土與結合粘土為主要原料，添加“三石”，控制理化指標及立即組成，在實際生產中，以下三方面直接影響低蠕變高鋁磚的性能。

1、泥料水分對低蠕變高鋁磚性能的影響

由于所用原料吸水率很低,泥料水分大小對制品顯氣孔率的影響很大。水分過高或過低均會導致制品顯氣孔率偏高,適宜的水分為2.8%~3.0%。

燒成溫度對低蠕變高鋁磚性能的影響

在添加劑加入量不變的前提下,制品的理化性能與燒成溫度有關,燒后線變化率和顯氣孔率隨燒成溫度的提高而增大;荷重軟化溫度和常溫耐壓強以1450℃燒成的試樣高。

燒成氣氛對蠕變性能的影響

采用紅柱石、B和α-AL2O3微粉為原料,采用相同的燒結溫度在不同的氣氛下燒成。結果發現,在還原氣氛和氧化氣氛下燒成的試樣的荷重軟化溫度分別為1600℃和1650℃,還原氣氛燒成試樣的荷重軟化溫度偏低,由此見他的蠕變性能較差。主要是因為還原氣氛下SiO2被還原的緣故,在還原氣氛下莫來石分解,大大影響AL2O3。SiO3系耐火材料的抗蠕變性。

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