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高鋁磚的主要物理性能特點

編輯:耐火磚???瀏覽:???時間:2020-08-10


 
高鋁磚性能指標變化較廣,在使用時需依制品等級和使用場所制定其物理性質。
高鋁磚的耐火度波動較大,多數高鋁磚荷重軟化溫度大于1400℃,高鋁磚含較高Al2O3、莫來石和剛玉較多時,其熱導率隨溫度升高而降低,但到1000℃以  上其下降幅度減小?;瘜W結合高鋁磚具有熱震穩定性、常溫耐壓強度較高的特點。但抗化學侵蝕能力較弱。高鋁磚還有高溫蠕變率較高的特點,一般高鋁磚是由細小粒狀剛玉、細柱狀莫來石和玻璃相組成,玻璃相分布在粒狀剛玉之間,在高溫熱負荷下,玻璃相軟化引起粒狀剛玉滑動導致變形。如果由莫來石柱狀晶體構成堅實的基質,便可相對提高其抗蠕變性能。但總的來看,一般普通高鋁磚在1400℃、0.2MPa(50h)條件下的蠕變率高達10%?20%,甚至經常未到50h的恒溫時間便產生很大變形。
高鋁磚與黏土磚相比,突出的優點是耐火度及荷重軟化溫度高,隨著Al2O3含量的增加,抗渣性能顯著改善。具體而言,高鋁磚具有如下性能。
(1) 耐火度
高鋁磚的耐火度比黏土磚和半硅磚的耐火度都要高,達1750?1790℃,屬于高級耐火材料。耐火度主要受Al2O3含量和種類及數量的影響,耐火度隨著Al2O3含量的增多而提高。
(2) 荷重軟化溫度
因為高鋁制品中Al2O3高,雜質量少,形成易熔的玻璃體少,所以荷重軟化溫度比黏土磚高,但因莫來石結晶未形成網狀組織,故荷重軟化溫度仍沒有硅磚高。
(3) 導熱性
高鋁磚比黏土磚具有更好的導熱性能。其原因是高鋁制品中導熱能力很低的玻璃相較少,而導熱能力較好的莫來石和剛玉質晶體數量增加,提高了制品的導熱能力。
(4) 抗熱震穩定性
高鋁磚的抗熱震性介于黏土制品和硅質制品之間。850℃水冷循環僅為3?5次。這主要是由于剛玉的熱膨脹性較莫來石高,而無晶型轉化之故。目前,可以從改善制品的顆粒結構,降低細粉料的含量及提高熟料臨界粒度尺寸和顆粒級配,來提高制品的抗熱震穩定性能。
(5) 抗渣性
高鋁磚中Al2O3較多,接近于中性耐火材料,能抵抗酸性渣和堿性渣的侵蝕,由于其中含有SiO2,所以抗堿性渣的能力比抗酸性渣的能力弱些。此外,高鋁制品的抗渣性還與制品在渣中的穩定性有關。一般而言,經過高壓成型和高溫燒成,具有較低氣孔率的制品具有較高的抗渣性。
高鋁磚各種成分的作用
隨著高鋁磚中A1203含量的增加,莫來石和剛玉成分的數量也增加,玻璃相應減少,高鋁耐火磚的耐火性及密度也隨之提高。當高鋁磚中A1203含量小于71.8%時,高鋁耐火磚中高溫穩定晶相是莫來石,且隨A1203含量增加而增多。對A1203含量在71.8%以上的高鋁耐火磚,高溫穩定晶相是莫來石和剛玉,隨71.8%含量增加,剛玉量增多,莫來石減少,相應地提高高鋁耐火磚的高溫性能。
A1203含量大于48%的硅酸鋁質耐火磚統稱為高鋁磚。按A1203含量的多少劃分為三個等級:I等(A1203>75%);Ⅱ等(A1203為60%~75%);Ⅲ等(A1203為48%~60%)。根據礦物組成可分為:低莫來石質(包括硅線石質)及莫來石質(A1203為48%~71.8%),莫來石-剛玉質及剛玉-莫來石(A1203為71.8%一95%),剛玉質(A1203為95%~100%)等耐火磚。
高鋁磚的燒成溫度取決于礬土原料的燒結性。用特級及I級礬土熟料(體積密度&ge;2.80g/cm3)時,原料的組織結構均勻,雜質含量偏高,使坯體易燒結,但燒成溫度范圍較窄,易引起過燒或欠燒。采用Ⅱ級礬土熟料餅(體積密度&ge;2.55g/cm3)時,由于二次莫來石化造成的膨脹和松散效應,使坯體不易燒結,故燒成溫度略高。采用Ⅲ級礬土熟料(體積密度&ge;2.45g/cm3)時,組織致密,A1203含量低,燒成溫度較低,一般略高于熟料粘土磚的燒成溫度的30~50℃。高鋁耐火磚在氧化焰中燒成。
由于高鋁耐火磚荷重軟化溫度是&mdash;項重要性質。實驗結果表明它隨高鋁耐火磚中A1203含量的變化而變化:A1203含量低于莫來石理論組成時,高鋁耐火磚中平衡相為莫來石-玻璃相。莫來石含量隨A1203含量的增加而增加,荷重軟化溫度也相應提高。
高鋁耐火磚抗熱震性比粘土磚差,850℃水冷循環3~5次。主要是由于剛玉的熱膨脹性較莫來石高,而無晶形轉化之故。而且I等、Ⅱ等高鋁磚耐熱震性比Ⅲ等高鋁耐火磚差些。
在生產上,通常采取調整泥料顆粒組成的辦法,以改善高鋁耐火磚的顆粒結構特性,從而改善其耐熱震性。近年來,在高鋁耐火磚的配料中加入&mdash;定數量的合成堇青石制造高耐熱震性的高鋁耐火磚,取得明顯的效果。
高鋁磚的抗渣性也隨A1203含較的增加而提高。降低雜質含量,有利于提高抗侵蝕性。
高鋁耐火磚與粘土磚的區別在于高鋁耐火磚具有良好的使用性能,因此比粘土磚具有較長的使用壽命,成為目前建材工業應用較廣泛的耐火磚之一。
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