低蠕变高铝砖的莫来石化控制.doc

一了’。7r．3 低蠕变高铝砖的莫来石化控制 石干 孙庚辰 洛阳曼叁材料研究院，洛阳471039 摘要低蠕变高铝砖在制作过程中．有不同类型的莫采石化行为，重要的是设计和控制这些莫来 石化行为。 1前言 低蠕变高铝质耐火材料的主晶相是莫来石和刚玉相，制品在烧成过程中会发生不同方式的奠来 石化反应，必须合理设计和控制这些莫来石化行为。正象早年人们对1I等高铝砖的认识一样，只有控 制好高铝砖生产中的莫来石化反应，才能生产出优质低蠕变高铝砖。 2低牌号低蠕变高铝砖 低牌号低蠕变高铝砖的蠕变温度一般在1200一]350 C，这类制品可完全采用矾土熟料来生产。 对于矾土材料的基础高温蠕变性能的研究表明“1，抗蠕变性与材料的氧化铝含量相关，其优劣顺 序为11等I等：1II等，II等矾土的优异的抗蠕变性取决于它柱状的莫来石网络结构组织。但事实 上用块法煅烧的ll等矾土熟料来生产低蠕变砖是有困难的，其原因除了矾土熟料烧结程度较差外， 与，】等矾土熟料本身的化学组成不均匀有关。图1是¨等矾土熟科的显微结构照片．左上部的致密 区与右下部的疏松区的化学组成差异较大(见表1)，即这种11等料有相当部分实际上是I等与III等 料的不均匀混台物。由此造成原料本身在烧成过程中进行莫来石化反应t颗粒与细粉问、细粉与细粉 问)，并拌随着体积膨胀，致使制品的烧后气孔率偏离，及其它物理性能下降。因此采用II等矾土熟料 制备低蠕变砖，首先选用烧结程度较好的原料(吸水率3～6％)，加强工艺控制．如提高细粉的细度， 延长烧成保温时间，以减弱奠来石化的膨胀效应，生产出高质量的低蠕变砖(见表2中No．1)。 一圈l矾土熟料的显做结构照片 表J矾土熟料的能潜分析(面扫描) 当用lII等矾土料制造低蠕变高铝砖时．为了提高抗蠕变性．可在基质中加入一些1等或lI等矾 土料。基质的氧化铝含量应接近奠来石组成的氧化铝含量．而不要超过莫来石组成。 ·32,5·  表2低蠕变高铝砖理化性能 }密度 耐压强度 蠕变率‘3h 主要原料 ?m 3 MPa 48 79 —0．544(1 30(I C) II等矾土熟料，粘土 90 l 60 一0 4 98(】4(10C) 矾土熟料、蓝晶石 62 76 一0．578(1450C) 红柱石、烧结奠来石、电熔剐玉 73 92 一0．457(1 4S0(、) 矾土熟料、硅线石，矾土刚玉 92 1 37 一0．08(1500【、) 矾土刚玉、硅线石、矾土熟料 69 96 一0．425(1500C) 烧结莫来石，电熔白刚玉、硅石 j8 85 一帆634(J 450(’) 矾土熟料、电熔自剐玉、棕刚玉，硅石 3添加硅线石族矿物的低蠕变高铝砖 蠕变温度在1400 C以上的高牌号低蠕变砖一般要加入硅线石族矿物或硅石。 硅线石、红柱石、蓝晶石的莫来石转化的开始温度和完成温度是不同的“】。根据x射线衍射分析 结果，蓝晶石的开始和完成温度较低，分别为1100(1和1300C；红柱石的开始和完成温度分别为 1260 C和l{50(：；硅线石的较高，分别为1 400C和1750C。 表3是硅线石族原料分别与特级矾土熟料、电熔刚玉、粘土组成的试样，经不同温度煅烧后x射 线衍射定量分析棚组成结果。由表得知：(1)KDKC、KCC试样在1300C(蓝晶石完成转化温度)以上． 在相当大的温度范围内莫来石相含量随煅烧温度提高而继续大幅度增加，刚玉相含量则下降。AD KC、ACC试样也有类似现象。说明伴随蓝晶石、红柱石莫来石化产生的二氧化硅与试样中矾土熟料 里的游离刚玉或与试样中的电熔刚玉形成二次奠来石，导致试样莫来石化滞后。(2)比较KDKC与 KCC试样，其二次莫来石完成温度不同。KDKC试样在1500C已基本完成，而KCC试样的完成温度 表3试样相组成的X射线衍射定量分析*．％ 编号 试样配比％ 煅烧温度C 奠来石 刚玉 蓝品石 红柱石 硅线石 100 5,5 21 微 蓝晶石 40 300 66 1 9 o KDKC 矾土熟料4。 400 75 12 o 粘土 lj 500 86 6 0 6【10 87 5 0 1 2(j0 38 43 3 蓝晶石4l】 130n 44 40 0 KCC 电熔刚玉 45 I 400 5 3 3l O 粘土 l 5 1 3f)() 67 2l 0 t600 77 14 o 红柱石40 300 43 15 22 ADKC 矾土熟料 {j 500 77 4 0 粘土 15 720 80 微 o 红柱石40 i300 ?7 24 25 ACC 电熔剐玉 牺 1j(加 56 1 6 0 粘土 l 5 1 72n