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紅柱石耐火磚的荷重軟件及耐熱沖擊性能如何提升?

編輯:耐火磚???瀏覽:???時間:2018-04-04

  熱風爐對紅柱石質磚的技術要求

  作為高溫結構材料的熱風爐磚,對高溫蠕變率的要求是十分苛刻的。紅柱石和硅線石一樣,都具有優良的高溫結構強度性能。表1列出紅柱石與莫來石、 鋁礬土、剛玉等耐火制品的性能比較。從表1可以看到,紅柱石磚的高溫蠕變率優于鋁礬土、剛玉和大部分莫來石磚,紅柱石是低蠕變耐火材料理想的材質之一。

  盛產紅柱石的南非,在熱風爐中部、中上部使用紅柱石質低蠕變磚。

  國外某公司在承包武鋼、太鋼、首鋼、唐鋼、鞍鋼等熱風爐工程時,于熱風爐上部、中上部使用紅柱石質低蠕變磚(簡稱紅柱石質磚)。 該磚對化學成分要求很嚴,尤其TiO2及R20。TiO2不大于0. 5%或0. 6%,R2O不大于0. 6% ,并控制R2O +雜質不大于1.2%。

  近年來,我國各鋼鐵公司在新建熱風爐時,內襯材質除參考以上指標外,尚增加抗熱震性指標,熱震穩定性次數20次、25次或30次;Al2O3含量除53%、57%外,尚增至65%;蠕變溫度從1350℃、1400℃,提高到1450℃、1500℃。 總之,技術要求更高,較國外同類產品的理化指標更為苛刻。

  以上表明,紅柱石質低蠕變磚,將越來越為人們所青睞。加上它在高溫過程莫來石化伴隨的體積膨脹較小,抗溫度急變、熱震穩定性好以及抗侵蝕好等特點,在其他領域也將有廣闊的前景。

  紅柱石或紅柱石復合料對耐火磚制品荷重軟化溫度等性能的影響

  該磚類似高鋁磚生產工藝,以高鋁礬土或剛玉或莫來石為骨料,添加系列紅 柱石,探求制品的荷重軟化溫度、蠕變率的變化規律。

  紅柱石精礦為遼寧岫巖縣產:Al2O3 56.71%,Fe2O3 0.75%,TiO2 0.08%, R2O 0.56%。

  由表3明顯見到,隨紅柱石加入量增加,制品的荷重軟化溫度隨之升高。當紅柱石添加量為15%時,荷重軟化溫度達1600℃左右。

  在高鋁耐火材料中,添加紅柱石或紅柱石復合添加物都獲得很高的高溫結構強度值。綜合我們研究試驗工作得出:當添加紅柱石精礦15% ~20%、25% ~30%時,高鋁制品荷重軟化溫度可望達到1600℃或1700℃,但會因高鋁制品骨料、基質組成不同而稍有差異。

  荷重軟化溫度、蠕變性是耐火材料使用重要的指標,爐襯在使用過程中的變形,甚至坍塌都與這幾個性質有密切關系。在高鋁耐火材料中,添加紅柱石或紅柱石與硅線石復合可獲得良好指標。

  添加紅柱石提高材料的耐熱沖擊性

  添加紅柱石能形成使熱應力擴散的無數細微空隙。圖2為蠕變溫度1450℃的紅柱石質磚基質部分的顯微結構。該視域顯微結構的特征是由紅柱石反應生成莫來石,在莫來石晶內、晶間都可見到μm級的封閉氣孔。晶內氣孔小于1~2μm,晶間氣孔長3~9μm,寬0.5~1μm。

  我們知道,耐火材料的散裂是由于對耐火材料加熱冷卻而引起熱脹冷縮時, 在耐火材料的內部產生的應力超過組織的彈性界限而發生。而由紅柱石反應形成的無數細微孔隙,使得由于熱脹冷縮在耐火材料的內部產生的應力得到釋放,從而提高材料的耐熱沖擊性。

  含TiO2高的紅柱石,如我國眉縣紅柱石TiO2約在2.5%,更有利于材料的高熱震性,其機理與降低了紅柱石的彈性模量(E)與形成鈦酸鋁(AT)低膨脹礦物有關。線膨脹系數(α)、彈性模量(E)與材料的抗熱震因子(R)成反比關系。

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