硅酸铝质耐火材料.ppt

5.1 化学组成及相平衡（理化基础） 补充：耐火材料按气孔率分类：按气孔率一般分为七类： 1）显气孔率小于3%的归为特致密制品； 2）显气孔率3%～10%的归为高致密制品； 3）显气孔率10%～16%的归为致密制品； 4）显气孔率16%～20%的归为烧结制品； 5）显气孔率20%～30%的归为普通制品； 6）显气孔率45%～85%的归为轻质制品； 7）显气孔率85%以上的归为超轻质制品。 高铝制品 问题：热风炉用低蠕变高铝砖的抗蠕变性是衡量其优劣的重要物理性能指标。试述影响这种材料抗蠕变性的因素。 从以下角度回答：原料纯度、结晶相/玻璃相的比例、结晶相和玻璃相之间的反应与否、结晶相的晶体结构（形状、尺寸等）、玻璃相的形成温度、气氛等原因。 —纯度愈高，抗蠕变性愈好；杂质愈多，抗蠕变性愈差。 —结晶相/玻璃相比例愈高，抗蠕变性愈好，反之愈差。 —结晶相晶粒愈细，晶界愈多，颗粒愈细，抗蠕变性愈差。 —玻璃相形成温度愈高，粘度愈高，抗蠕变性愈好。 —结晶相呈针状、棒状、柱状网络交叉，抗蠕变性愈好。 —结晶相与玻璃相之间无反应或溶解，一般抗蠕变性更好。 —还原气氛较氧化气氛下，抗蠕变性更差，或升温速度愈快，抗蠕变性偏高。 1、原料概况 概念：系指采用硅线石族原料生产的高铝质耐火材料。 (1) 硅线石族原料有三种：蓝晶石、硅线石、红柱石，俗称“三石”。它们 化学组成相同(Al2O3·SiO2，Al2O3：62.92%；SiO2：37.08%)，但结构不 同。蓝晶石属三斜晶系，后两者属斜方晶系。 (2) “三石”加热到1300℃以后，均不可逆地转化为莫来石： 3(Al2O3·SiO2) 3Al2O3·2SiO2 + SiO2 （一次莫来石） （无定形） ◆“三石”的莫来石化过程同样伴随有一定的体积膨胀，因此，“三石” 原料在某些收缩较大的材料生产中，有时用作膨胀剂。它们的部分物理 性质及高温转化性能如下表所示。 5.5 硅线石族耐火材料 ≈20μm ≈3μm ≈35μm 莫来石结晶大小 +3~5 +7~8 +16~18 体积效应 (%) 中 慢 快 转化速度 约1400℃ 约 1540℃ 1300~1350℃ 开始或快速转化温度 7.5 6~7.5 //C轴 5.5 ⊥C轴 6.5~7 相对硬度 3.13~3.16 3.23~3.27 3.53~3.65 密度（g/cm3） 淡红、肉红色 灰色、白褐色 青、蓝色 生料外观颜色 岛状 链状 岛状 结构特征 斜方 斜方 三方 晶 系 红柱石 硅线石 蓝晶石 项 目 (3) “三石”矿物的部分物理性质及加热变化情况 注：莫来石的体积密度为3.03 g/cm3. 2、硅线石族高铝制品的生产工艺 (1) 硅线石族高铝制品的生产工艺过程与矾土基高铝制品的相同。 (2) 几点说明： ①原料为精料，天然硅线石族精料通常以颗粒状或粉状料引入。硅线石和红柱石精矿料可直接制砖，蓝晶石不宜直接用来制砖。但通过对其粒度的调整，也可直接制砖。硅线石一般要求小于0.5mm，红柱石可适当放宽至小于2mm，蓝晶石一般为0.147～0.074mm。 ②红柱石基高铝砖可采用部分生料配料，因为其莫来石化的体积 效应最小。 ③用硅线石生料生产高铝砖时，应在较高温度下烧成，因为硅线 石的莫来石化反应开始温度较高（＞1500℃）。 ④硅线石族原料生产高铝砖时，不宜采用生粘土，可在基质中适 当加入工业氧化铝，以提高制品中的莫来石含量。一般制品的烧成温度为1350～1500℃（主要考虑：莫来石化转变温度、体积效应）。 3、应用： 荷软温度高、热震稳定性好、耐磨、抗侵蚀性好。 理化性能比高铝砖好，耐火度1770～1830℃，荷重软化开始点1500～1650℃。主要用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如高炉炉衬、炉喉以及陶瓷工业窑具等。 1. 概念 指以合成莫来石为主要原料制成的、以莫来石为主晶相的耐火材料。 2. 分类 烧结莫来石制品：以合成莫来石为骨料、以莫来石细粉（或白刚玉细粉、石英细粉）及高纯度粘土等为基质，经高温烧成得到的莫来石质制品。 熔铸莫来石制品：以高铝矾土或工业氧化铝、粘土或石英进行配料，经熔融、浇铸、退火处理而成的莫来石质制品。 5.6 莫来石质耐火材料 按制备工艺分类 莫来石：莫来石单结合； 莫来石-刚玉：莫来石刚玉复结合，主晶相莫来石，次晶相刚玉； 刚玉-莫来石：主晶相刚玉，次晶相莫来石。 按矿物组成分类 W(Al2O3)=68-95%。 3、莫来石原料的合成： 原料——合成莫来石 烧结莫来石 电熔莫来石 合成莫来石的生产工艺过程为： 高温熔融 原 料 配 料 细 磨/混合 压块或成球 高温煅烧 冷却 破粉碎 筛分备用 电熔莫来石 烧结莫来石 A 烧结莫来石制品 烧结