耐火材料45.doc

4.2 硅砖的原料及性质 4.2.1硅石原料 制造硅砖的原料为硅石。硅石原料的SiO2含量越高，耐火度也越高。最有害的杂质是Al2O3、K2O、Na2O等，它们严重地降低耐火制品的耐火度。硅砖以SiO2含量不小于96%的硅石为原料，加入矿化剂(如铁鳞、石灰乳)和结合剂（如糖蜜、亚硫酸纸浆废液），经混练、成型、干燥、烧成等工序制得。二氧化硅又称硅石(石英砂)，化学式SiO2。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体 ，大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与2个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上，整个晶体是一个巨型分子，SiO2是表示组成的最简式不表示单个二氧化硅分子，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。SiO2中Si—O键的键能很高，熔点、沸点较高(熔点1723，沸点2230)。自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、松软的固体，吸附性强。硅石是硅质耐火材料的主要原料。硅石也称石英岩，主要矿物是石英 SiO2。耐火材料工业用的硅石可以分为结晶硅石（再结晶石英岩）和胶结硅石（胶结石英岩）。结晶硅石 由硅质砂岩（石英砂岩）经变质作用再结晶而成得变质岩。硅质砂岩中的硅质胶结物在地质条件作用下而在原石英颗粒表面再结晶，成为石英颗粒的增大部分。因此，其组织结构特征是：由结晶的石英颗粒所组成，石英颗粒间没有胶结物或极少（3%～8%）；由于变质过程中的再结晶作用而使石英颗粒紧密地连接在一起，并且构成了原硅质砂岩所没有的各种变晶结构，如锯齿结构、花岗岩结构和镶嵌结构等。 2.脉石英也属于结晶硅石，它是火成岩，特征是石英颗粒较大（2mm），纯度较高（SiO299%），煅烧时转化迟钝，膨胀性大，直接用于制砖较为困难。 胶结硅石 石英颗粒被硅质胶结物结合而成的沉积岩，胶结构主要是隐晶质的二次石英，胶结物含量通常约占30%～75%。胶结硅石中的石英颗粒结晶较小，杂质含量多，加热时易于转变。 料别 3mm 0.5mm 0.088mm 电炉、平炉顶 不大于2 50-65 28-35 焦炉砖 不大于3 55-65 30-35 标准砖及一般砖 不大于3 55-65 28-35 ????某些手工成型的大型和特异型砖，0.088mm细粉量可增至35-40%；积压砖0.088mm细粉不大于30-35% 4.3.2 成型 112页； 保证密度应有一定压力；注意烧成时的体积膨胀。 4.3.3 烧成 硅砖是以石英岩为原料，经粉碎，并加入粘结剂、矿化剂经混合、成型、干燥和按计划加热升温而烧成的。硅砖含SiO2大于93%，系酸性耐火材料，具有良好的抗酸性渣的侵蚀作用。硅砖的导热性能好，耐火度为1690~1710，荷重软化点可高达1640，无残余收缩。其缺点是耐急冷热急性能差，热膨胀性强。SiO2（二氧化硅）在不同的温度下能以不同的晶型存在，在晶型转化时会产生体积的变化，并产生内应力，故硅砖的制造、性能和使用与SiO2的晶型转变有密切关系。高低型转化，此种转变没有晶格的重排，只有晶格的扭曲或伸直，因此转化速度快且是可逆的。各种型态的SiO2转化温度和体积变化不同，方石英在180~270转化，体积变化最剧烈，而570时石英转化体积变化较小，鳞石英有 两个晶型转化点：117和163,体积变化最小。因此用于焦炉的硅砖，希望在制造过程中，尽量转化为鳞石英。但实际生产的硅砖制品总是三种晶型同时存在。由于三种石英中鳞石英的密度最小，因此鳞石英含量愈高的硅砖，其真密度愈小。 高密度高导热硅砖技术指标（分特密硅砖A和致密硅砖B两种） 指　标　 值（特密硅砖A） 值（致密硅砖B） SiO2， ％≥ 95 95 Al2O3，％≤ 1 1 Fe2O3，％≤ 1 1 CaO， ％≤ 2 2 显气孔率，％≤ 17 19 体积密度，g/cm3≥ 1.95 1.85 比重，?≤ 2.33 2.33 常温耐压强度，Mpa，≥ 80 60 重烧线变化率，％, 1500℃×4h 0 —?＋0.2 0 —?＋0.2 荷重软化开始温度，℃，0.2Mpa,0.6％变形≥ 1660 1660 热膨胀率，％，室温-1000℃≤ 1.22 1.25 蠕变率，％（1500℃, 0.2Mpa ,20-50h）≤ 0.2 0.2 残余石英，％≤ 0.5 0.5 其主要方法：增加鳞石英二氧化硅含量不同。石英玻璃是用纯二氧化硅熔制，含