高鋁磚的種類(lèi)及蠕變性能、熱震性能的提高方法

 

 

 

高鋁磚是比較常見(jiàn)的耐火磚之一，種類(lèi)非常多樣化，今天為大家介紹一下高鋁磚的種類(lèi)和高鋁制品的蠕變性能、熱震性能和使用壽命的提高方法。

關(guān)于耐火材料制品高鋁磚的分類(lèi)，主要分為普通高鋁磚、低蠕變高鋁磚、高荷軟高鋁磚、微膨脹高鋁磚、磷酸鹽結(jié)合高鋁磚等種類(lèi)。

1、普通高鋁磚

該耐火磚的主要礦物組成為英來(lái)石、剛玉和玻璃相，隨著制品中Al2O3含量的增加，莫來(lái)石和剛玉也增加，玻璃相將相應(yīng)減少，制品的耐火度和高溫性能隨之提高。普通高鋁磚具有一系列比粘土磚更加良的耐火性能，是一種應(yīng)用效果好、使用廣泛的材料，廣泛應(yīng)用于各種熱工窯爐之中。與粘土磚相比，可以有效地提高窯爐的使用壽命。

2、低蠕變高鋁磚

通過(guò)采用所謂的未平衡反應(yīng)來(lái)提高高鋁磚的抗蠕變性能。即根據(jù)窯爐的使用溫度情況，在基質(zhì)中添加三石礦物、活化氧化鋁等，使基質(zhì)的組成接近或完全是莫來(lái)石組成，因?yàn)榛|(zhì)的莫來(lái)石化，將提高材料的莫來(lái)石含量，降低玻璃相含里，而莫來(lái)石異的力學(xué)、熱學(xué)性能有利于材料高溫性能的提高。為使基質(zhì)完全莫來(lái)石化，控制Al2O3/SiO2是關(guān)鍵。低蠕變高鋁磚廣泛應(yīng)用于熱風(fēng)爐、高爐等熱工窯爐之中。

3、高荷軟高鋁磚

高荷軟高鋁磚與普通高鋁磚相比，所不同的是基質(zhì)部分和結(jié)合劑部分：基質(zhì)部分除添加三石精礦之外，按照燒后化學(xué)組成接近莫來(lái)石的理論組成，合理引入了高鋁物料，如剛玉粉、高鋁剛玉粉等;結(jié)合劑選擇質(zhì)球粘土等，視品種不同采用不同的粘土復(fù)合結(jié)合劑，或者莫來(lái)石結(jié)合劑。通過(guò)上述方法，高鋁磚的荷重軟化溫度可以提高50~70℃左右。

4、微膨脹高鋁磚

該磚主耍是以高鋁礬土為主要股料，添加三石精礦，按照高鋁磚生產(chǎn)工藝流程制成的。為使高鋁磚在使用過(guò)程中適量膨脹，關(guān)鍵是選擇好三石精礦及其粒度，控制好燒成溫度，使所選擇的三石礦物部分莫來(lái)石化，殘留部分三石礦物，殘留的三石礦物在使用過(guò)程中進(jìn)一步莫來(lái)石化(一次或二次莫來(lái)石化)，伴隨者體積膨脹。選擇的三石礦物以復(fù)合材料為好。因三石礦物的分解溫度各不相同，莫來(lái)石化產(chǎn)生的膨脹也各有差異。利用此特征，高鋁磚因工作溫度不同而有相應(yīng)的膨脹效應(yīng)，擠壓磚縫，提高了襯體的整體密實(shí)性，從而提高了磚的抗熔渣滲透能力。

5、磷酸鹽結(jié)合高鋁磚

磷酸鹽結(jié)合高鋁磚是以致密或者一級(jí)高鋁礬土熟料為主要原料，磷酸鹽溶液或磷酸鋁溶液為結(jié)合劑，經(jīng)過(guò)半干法機(jī)壓成型后，于400~600℃熱處理而制成的化學(xué)結(jié)合耐火磚。它屬于不燒磚，為避免在使用過(guò)程中制品收縮較大，配料中一般需要引入加熱膨脹性原料，如藍(lán)品石、硅石等。與陶瓷結(jié)合的燒成高鋁磚相比，其抗剝離性能更好，但是其荷重軟化溫度較低，抗侵蝕性能較差，因此滯要加入少量的電熔剛玉、莫來(lái)石等，以強(qiáng)化基質(zhì)。磷酸鹽結(jié)合高鋁磚廣泛應(yīng)用于水泥回轉(zhuǎn)窯、電爐頂?shù)雀G爐部位。

如何提高高鋁磚抗蠕變性？

1、純化原料：提高原料的純度或?qū)υ线M(jìn)行提純，盡量減少低熔物和強(qiáng)熔劑等雜質(zhì)成分(如，粘土磚中的Na2O、硅磚中的Al2O3、鎂磚中的SiO2和CaO等)的含量,從而降低制品中的玻璃相含量(這是提高該性能的方法);

2、強(qiáng)化基質(zhì)：引入“逆蠕變效應(yīng)”物質(zhì)。如在高鋁磚配料中引入一定尺寸的石英顆粒，高鋁磚在高溫下使用時(shí)，其中石英SiO2和高鋁原料中的Al2O3持續(xù)發(fā)生莫來(lái)石的合成反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程伴隨有一定程度的體積膨脹。這種體積膨脹的作用既是“逆蠕變效應(yīng)”，可以抵消材料蠕變時(shí)的收縮變形，從而提高了高鋁磚的抗蠕變性能。

3、改進(jìn)工藝：合理設(shè)計(jì)配合料的顆粒級(jí)配，提高坯體的成型壓力，獲得高致密度坯體，減少制品中的氣孔數(shù)量，使制品抗蠕變的有效成分增加;合理制定燒成制度(燒成溫、保溫時(shí)間、加熱及冷卻速度)，使材料中的要物化反應(yīng)充分進(jìn)行，獲得需要的物相組成和組織結(jié)構(gòu)。

提高高鋁磚抗熱震性的方法 

如何提高高鋁磚的抗熱震性。主要影響耐火制品抗熱震性的主要因素是材料在加熱或冷卻過(guò)程中由于熱脹冷縮產(chǎn)生的熱應(yīng)力。一般來(lái)講，熱膨脹率越大的材料抗熱震性越差，如硅磚、鎂磚等;熱導(dǎo)率越大的材料抗熱震性越好，如碳化硅制品等。

從熱彈性理論出發(fā)，材料的彈性模量越小，強(qiáng)度越大，熱導(dǎo)率越大，制品的抗熱震性較好。而能量理論認(rèn)為制品有較高的斷裂表面能時(shí)，可提高制品的抗熱震性。也就是說(shuō)，當(dāng)制品具有細(xì)小的氣孔，使得制品在溫度變化時(shí)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，儲(chǔ)存了較多的內(nèi)在能量時(shí)，能夠通過(guò)制品產(chǎn)生微細(xì)的裂紋，而將這些有可能導(dǎo)致制品損毀的能量釋放出來(lái)，就能大幅度提高制品的抗熱震性，即在制品中有意引入微裂紋，使裂紋擴(kuò)展的程度減到小，是提高材料抗熱震性的途徑之一。

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