耐火材料高铝产品特性及耐火水泥添加量的影响-kb88凯时官网下载

发布时间：2020/8/3 11:44:52

高铝耐火材料的相平衡原理

高铝耐火材料在当温度在1545℃以上时，随着a12o3含量增大，固相(莫来石或刚玉)的数量增加，而在制品中能够生成液相的数量则相应地减少。随着制品中相组成政变的同时，制品的耐火性质随着变化，这是由于晶相莫来石或刚玉具有高的耐火性质所致。但是，当有少量熔剂杂质存在时，则会严重地降低制品的耐火性。因为液相的数量增加了，且液相的生成温度也随之降低。由此可见，制作高铝耐火材料的原料需是纯净的，否则即使提高制品中a12o3含量也得不到良好的效果。  

当高铝耐火材料中a12o3含量小于72％时，在高温度(1870℃)以前，唯一稳定的固相是莫来石。sio2除了莫来石组成中的量外，剩余的sio2和熔剂物质均形成玻璃状态物质，它在高温下转变为液相。在此范围内，液相在1545℃时形成。实际上，由于熔剂物质的作用，生成液相的温度还耍低些。当制品的组成和莫来石相(7l.8％a12o3、13.2％sio2) 相接近时，液相的形成量就减少，制品的耐火性也提高。因此，a12o3含量小于72%的高铝耐火材料，它的耐火性质随莫来石含量增多而提高。al2o3含量大于72％的制品，在没有熔剂存在时，出现液刷的温度为莫来石—刚玉系统中的共熔点温度1850℃。实际上，由于原料中含有熔剂物质(通常约1—3%)，使液相形成的温度降低到1600—1700℃。与此同时，制品的荷重软化开始点随着降低。显然它比al2o3含量小于72％的高铝耐火材料制品要高得多。高铝耐火材料制品的热稳定性，不但取决于制品的结构一粒度。同时，由于在不同al2o3含量的情况下，制品中相组成的变化也影响到这个性质。在低于72％al2o3含量的制品中，随着al2o3的增加，莫来石晶相增多，它的热稳定性也随着提高。当al2o3含量大于了72％时，存在的晶相是莫来石和刚玉，这时热稳定性的变化特征又是另一种情况。增加al2o3含量会增加刚王的数量。而刚玉的热膨胀系数比莫来石大(刚玉的线膨胀率在1000℃时为0.8—0.85％；莫来石为0.50—0.557右)，因而促使降低热稳定性。同时，提高刚玉含量，会增大制品的强度和导热性质，也促使热稳定性的指标增大。在高铝耐火材料中，提高al2o3的含量，就使制品对碱性炉渣，特别是对酸性矿渣的抵抗性增强。这是因为在耐火材料中al2o3的数量增加，液相的含量便减少，莫来石的数量则增加(al2o3，含量住72％以上时)，而使刚玉相的数量也增加（al2o3含量大于72％时）。对于纯刚玉制品(98—99％al2o3)而言，它的抗渣性大。这是由于刚玉的化举惰性比莫来石更大的缘故。但是，高铝耐火材料对碱性炉渣的抵抗性是不及镁砖，镁铬砖、镁尖晶石砖、白云石砖等碱性耐火材料的。这是同al2o3的酸性性质有关。

耐火水泥加入量过多对浇注料的影响

耐火浇注料是常见、使用范围较广的不定型耐火材料，它是由耐火骨料、细粉、结合剂和外加剂组成粘附性混了聊，通常以干料交货，加水或其他企业提混合后浇注施工而成。高铝耐火水泥作为结合剂材料主要目的是将不同大小颗粒的耐火骨料胶结在一起，使致具有一定的结构强度，将高温烘烤后形成陶瓷结构。耐火水泥加入量多少对浇注料的影响很大，具体如下：

（1）水泥量增大，混合时加水量增加，浇注衬体经干燥或热处理后的能耗高，气孔率提高。

（2）耐火水泥加入量过多会导致浇注料中的水化物增多，经中温处理后，由于水化物脱水，导致浇注料衬体结构强度降低。

（3）高铝水泥中氧化钙含量过高，影响浇注衬体的高温性能。

为了降低高铝耐火水泥的用量，现在多采用低水泥浇注料或超低水泥浇注料来代替。低水泥浇注料是指高铝水泥带入的氧化钙含量杂1.0%-2.5%的反絮凝浇注料；超低水泥浇注料是指高铝水泥带入氧化钙含量为0.2%-1.0%的反絮凝浇注料。反絮凝浇注料是指至少加入一种反絮凝剂，并含有2%以上超细粉的水化结合耐火浇注料。

高铝耐火材料的性质

高铝耐火材料与粘土耐火材料相比较，突出的特点是耐火度及荷重软化温度高，随al2o3的质量分数的增加，抗渣性能显著改善。1、耐火度。高铝耐火材料的耐火度波动范围大，一般为1770—2000℃，主要受al2o3的质量分数的影响，随着制品中al2o3的质量分数的增加而提高。同时耐火度还受杂质的质量分数和种类的影响，与制品的矿相结构有关。2、荷重软化温度。高铝制品的荷重软化开始变形温度高于1400℃，并随着al2o3的质量分数的增加而提高。al2o3的质量分数小于71.8％的制品，荷重软化温度取决于莫来石和液相的数量比例，随莫来石数量的增加而提高。液相的数量和性质对荷重软化点有明显影响。al2o3的质量分数为71.8％一90％时为莫来石、刚玉质制品，随al2o3的质量分数的增加，玻璃相数量基本不变，刚玉虽有增多，但莫来石却减少，故荷重软化温度提高不显著。al2o3的质量分数超过90％以后，随al2o3的质量分数的增加，玻璃相数量减少，荷重软化温度显著提高，由al2o3的质量分数90％时的1630℃升至al2o3的质量分数100％时的1900℃。3、导热性。高铝耐火制品比粘土制品具有更高的导热能力。其原因是高铝制品中导热能力很低的玻璃相较少，而导热能力较好的莫来石和刚玉质晶体的质量分数增加，提高了制品的导热能力。4、抗热震性。高铝耐火制品的抗热震性介于粘土制品和硅质制品之间，850℃水冷循环仅3—5次。这主要是由于刚玉的线胀性较莫来石高，而无晶型转化之故。提高高铝制品的抗热震性是亟待解决的重要课题。目前，以改善制品的颗粒结构，降低细粒料的质量分数及提高熟料临界颗粒尺寸和合理级配，来提高制品的抗热震性。具有合理结构的高铝砖抗热震性可提高到上述冷热循环30次以上。5、抗渣性。高铝耐火砖的主要成分为al2o3。al2o3为两性氧化物，当制品为莫来石·刚玉质结构时，抗渣性随al2o3的质量分数的增加而增强，随液相的减少而提高。高铝耐火制品既能抵抗酸性渣的侵蚀，又能抵抗碱性渣的作用。但抗碱性渣的能力不及镁质材料，却优于粘土材料，并随着莫来石和刚玉的质量分数的增加而增强。此外，高铝耐火材料的抗渣性能，还与制品在渣中的稳定性有关。如在cao-feo-al2o3-sio2平衡系中，刚玉质制品稳定性较差，而在没有feo的cao-mgo-al2o3-sio2平衡系中，刚玉质和莫来石-刚玉质制品的稳定性明显改善，抗渣性提高。经高压成型和高温烧成，使制品的气孔率降低，能够有效地提高制品的抗渣性。

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