“三石”特种高铝耐火砖 

三石矿物的制砖工艺与高铝砖的基本相同。但是利用三石制成的特种高铝砖性能还是有所不同。

以三石为主要原料的特种高铝砖，其大特点是制品在使用过程中具有持续的抗蠕变性能。这与三石本身的纯度高、抗蠕变性强及其持续的莫来石转化因素有关，有的制品还与三石原料的二次莫来石化有关。

以三石为主要原料的特种高铝砖，由于原料本身的A1203和Si02分布均匀，杂质含量低，故而制品的组织结构均匀、致密，加热后的相组成比较接近于热平衡状态时的组成，因此，耐火高铝砖性能优良。三石精矿中的Al2O3含量直接影响其应用效果。Al2O3含量越接近于理论组成，表明原料的纯度越高，则其应用效果越好，制品在烧成时的收缩越小，其荷重软化温度也越高。与相应组成的高铝砖相比，用三石原料制得的产品的荷重软化温度能提高100～150℃。以三石为主要原料制得的特种高铝砖广泛应用于钢铁、玻璃化工等因素。  

“三石”种类及加入量对低蠕变高铝砖性能的影响

通过"三石"的引入可以使低蠕变高铝砖的烧成温度提高到1520℃,随着加入量的增加,烧成温度提高,荷重软化开始点温度上升到1700℃以上,1500℃×50h蠕变率低于0.8%。在低蠕变高铝砖中添加“三石”,改善了高铝砖的高温物理性能,其主要原因就是:利用“三石”在高温下的相变转化改善高铝砖的组织结构和显微结构,并利用复相改性及微裂纹增韧机理,提高其抗热震性能和抗蠕变性能。其作用分析如下:

(1) 由于“三石”在高温下发生莫来石化反应引起体积膨胀,其结晶在整个颗粒上进行,烧成过程中“三石”的相变转化引起在颗粒周围产生很多微小裂纹,微裂纹的存在提高了高铝砖的抗热震稳定性。

(2)“三石”的不可逆的转化为莫来石,增加了高铝砖有益的矿物相含量,改善了高铝砖的组织结构,相变后形成的莫来石其结晶方向平行于原晶相界面,保持了原有的排列方式,在高温荷载下,能够有效的抑制晶界滑移,有利于提高高铝砖的蠕变性能。

(3)“三石”在烧结过程中部分已进行了转化,未转化的“三石”在高温作用下还可持续发生一次和二次莫来石化反应,引起持续的膨胀效应,能够补偿在高温荷载下的压缩量,进一步提高了高铝砖的蠕变性能。

蓝晶石在1300℃开始大量分解,到1360~1400℃时分解剧烈,细针状莫来石晶体发育长大。当温度达到1450℃时蓝晶石已基本完全莫来石化,柱状晶体明显发育,在其反应过程中伴随有16~18%的体积膨胀,而且反应速度较快。而红柱石分解温度高于蓝晶石,约1400℃时开始,转化速度慢于蓝晶石,其反应过程伴随3~5.4%的体积膨胀。由于基质中蓝晶石、红柱石的莫来石化,增加了制品的莫来石相含量,减少了玻璃相的含量,当基质中生成的莫来石数量多,基质中就会形成针状的网络结构,使显微组织结构得到优化。同时蓝晶石、红柱石转化为莫来石伴随的膨胀平衡了制品的烧成收缩,终使基质致密化。因而添加蓝晶石、红柱石的低蠕变高铝砖荷软开始点温度上升,抗蠕变性能得到提高。

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