在我國,普通高鋁磚是指用高鋁礬土制造的燒成制品,過去和現(xiàn)在都是應用最廣泛的高鋁耐火材料。
用高鋁礬土制造高鋁耐火材料,其工藝流程基本上沿用粘土磚的方法。燒成過程的物理-化學反應,主要是高嶺石、水鋁石的分解和二次莫來石化過程。
在燒結過程中,二次莫來石化反應是原料煅燒和制磚的關鍵環(huán)節(jié)。高嶺石和葉蠟石生成莫來石的多余部分SiO2與剛玉相互反應形成的莫來石稱為二次莫來石,二次莫來石化約有%的體積膨脹。二次莫來石化反應開始于1200~1300℃,反應終結溫度取決于生成物達到平衡的條件。如果高嶺石(葉蠟石)和水鋁石能充分粉碎并能均勻分布,則在1400~℃便可趨于完成;反之,以原塊煅燒,兩者分布不勻,不能建立充分反應條件,二次莫來石化過程將不容易完結,甚至在制磚和使用的長期熱歷史中亦達不到反應平衡。例如,含Al2O370%~75%的制品,按理論計算剛玉含量應極少,但實際制品中常含有20%~30%剛玉,這就是說,二次莫來石化反應未完全。
高鋁磚性能指標變異范圍很廣,依制品等級和使用場所而定。高鋁磚一般分為75、65、55和48等4種氧化鋁含量,目前還沒有玻璃窯用高鋁磚的專門國家標準,一般采用通用高鋁磚標準GB2988-2012。
以上指標是基本性能要求,按使用條件,還應考慮抗蠕變性和抗熱震性??够瘜W侵蝕性直接取決于Al2O3含量和氣孔率。
高鋁磚的蠕變率較高是其主要缺點,由蠕變速度公式可知,顯微結構是主要膨脹因素,而與Al2O3含量沒有直接關系。由顯微結構分析可知,一般高鋁磚是細小的粒狀剛玉、細柱狀莫來石和分布于其間的玻璃相組成,這樣的剛玉和莫來石的相對含量及分布狀態(tài)對蠕變率影響很大。玻璃相分布在粒狀剛玉之間,在高溫熱負荷下,玻璃相軟化便引起粒狀剛玉“滑動”,導致變形。如果由莫來石柱狀晶體構成堅實的基質,便可相對提高抗蠕性能。但總的來講,一般高鋁磚在1400℃-50h-0.2MPa條件下的蠕變率可達到10%~20%,甚至經常堅持到50h的恒溫時間便產生很大變形。
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