硅酸铝质耐火制品,由耐火材料厂家整理分享。
硅酸铝质耐火制品是以氧化铝和二氧化硅为基本化学组成的耐火制品。按氧化铝的含量不同可分为粘土质、高铝质和半硅质三类。除主要成分外,耐火制品还含有Fe2O3、TiO2、CaO、Na2O和K2O等杂质,这些杂质的存在会大大降低制品的耐火度。
Al2O3-SiO2二元系有两个共晶低熔点,由于杂质的存在会生成低熔点化合物,故它的开始熔化温度比共晶低熔点要低,杂质越多.硅酸铝质耐火材料的耐火性能越差。Al2O3-SiO2二元系有三个平衡相,即方石英(SiO2结晶体)、莫来石3Al2O3·2SiO2结晶体)和刚玉(α-Al2O3结晶体)。随着Al2O3含量的增加,方石英减少,莫来石和刚玉增加,液相线温度升高,硅酸铝质耐火材料的性能越好。
1.粘土砖
粘土砖是指Al2O3含量为30%~48%,SiO2含量为45%~65%的粘土质制品,在硅酸铝质耐火材料中最为常用。粘土砖的矿物组成主要是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)和6%~7%的杂质(钾、钠、钙、钛、铁的氧化物)。粘土砖是用50%的软质粘土和50%硬质粘上熟料,按一定的粒度要求进行配料,经成型、干燥后,在1300~1400℃的高温下烧成,加工成本低廉。粘土砖的烧成过程,主要是高岭石不断失水分解生成莫来石(3Al2O3·2SiO2)结晶的过程。粘土砖中的SiO2和Al2O3在烧成过程中与杂质形成共晶低熔点的硅酸盐,包围在莫来石结晶周围。
粘土砖属于弱酸性耐火制品,能抵抗酸性熔渣和酸性气体的侵蚀,对碱性物质的抵抗能力稍差。粘土砖的热性能好,耐急冷急热。
粘土砖的耐火度为1580~1750℃,但荷重软化温度却比耐火度低很多,因为粘土砖中除含有高耐火度的莫来石结晶外,还含有接近一半的低熔点非晶质玻璃相。
在0~1000℃的温度范围内,粘土砖的体积随着温度升高而均匀膨胀,线膨胀曲线近似于一条直线,线膨胀率为0.6%~0.7%,只有硅砖的一半左右。在温度达1200℃后再继续升温时,其体积将由膨胀最大值开始收缩。粘土砖的残余收缩导致砌体灰缝的松裂,这是粘土砖的一大缺点。当温度超过1200℃时,粘土砖中的低熔点物逐渐熔化,因颗粒受表面张力作用而互相靠得很紧,从而产生体积收缩。
由于粘土砖的荷重软化温度低,在高温下产生收缩,导热性能比硅砖小15%~20%,机械强度也比硅砖差,所以,粘土砖只能用于焦炉的次要部位,如蓄热室封墙、小烟道衬砖及蓄热室格子砖、炉门衬砖、炉顶以及上升管衬砖等。
轻质粘土砖是含铝量30%~46%的轻质耐火制品,以粘土熟料或轻质熟料为主要原料,通常采用可燃物法生产,也可采用化学法或泡沫法形成多孔结构。配料与水混合制成可塑泥料或泥浆,以挤压成型或浇注成型,干燥后于1250~1350℃氧化气氛中烧成。常用的粘土砖的体积密度为0.75~1.2g/cm3,现实中用密度为1.0g/cm3的较多。轻质粘土砖的用途广泛,主要用于各种工业窑炉中不接触熔物和无侵蚀气体作用的隔热层材料,使用温度为1200~1400℃。
2.高铝砖
我公司生产的高铝耐火砖(非标砖)
三氧化二铝(Al203)含量高于48%的硅酸铝质耐火材料制品,称为高铝砖。如Al2O3含量高于90%,称为刚玉砖。由于资源不同,各国标准也不完全一致。例如欧洲各国对高铝质耐火材料规定Al2O3含量下限为42%。我国则按高铝砖中Al2O3含量,通常将其分成三级:一级为Al2O3含量大于75%;二级为Al2O3含量60%~75%;三级为Al2O3含量48%~60%。
高铝砖耐火度高,抗酸性、碱性熔渣侵蚀性强,高温机械强度大,因此广泛应用于冶金工业和其他炉窑。
3.半硅砖
S1O2含量大于65%,Al2O3含量为15%~30%的耐火材料,属于半酸性耐火材料或称半硅砖,其耐火度不应低于1610℃。半硅砖的各种性能介于粘土砖和硅砖之间,其特点是:
(1)耐火度为1650~1710℃。
(2)热稳定性比粘土砖差,因石英膨胀系数大。
(3)荷重软化开始温度为1350~1450℃,因含有较多的石英,故比一般的粘土砖稍高。
(4)体积稳定性好,因为原料中粘土的收缩被SiO2的膨胀所抵消,若含SiO2多则会有残余膨胀产生。
(5)抗酸性渣的侵蚀性好。
半硅砖所用原料广泛,价格低,加之具有上述特性,所以使用范围较广,可以代替二、三等粘土砖。常用于砌筑化铁炉内衬、加热炉炉顶和烟囱等。