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    莫來石耐火磚性質及雜質的影響

    時間:2020-06-24 17:04 作者:耐火材料生產廠家點擊:


     
    莫來石耐火磚性質
    以燒結或電熔莫來石為主要原料制得的耐火磚,可全部采用莫來石,也可以部分采用莫來石,部分采用剛玉為原料。前者稱為莫來石耐火磚,后者稱為剛玉一莫來石耐火磚或剛玉莫來石磚。莫來石耐火磚的生產工藝流程與高鋁磚相同,配料經混料、成型、干燥與燒成等幾個工序。燒成溫度與配料組成、原料的純度及對耐火磚性能的要求有關,通常為1500~1700℃。
    莫來石耐火磚及剛玉莫來石磚具有荷重軟化溫度高、高溫蠕變率低、抗熱震性好等優點,廣泛應用于高爐熱風爐、玻璃熔窯、干熄焦及加熱爐等工業爐窯上。莫來石耐火耐火磚在高溫下容易被堿性耐火磚侵蝕。此外,在高溫下,莫來石可以與水蒸氣按反應生成Al2O3而受到損壞。
    因此,莫來石耐火磚不宜在高堿性渣及高水蒸氣含量的環境下長期使用。
    除了莫來石以及它與剛玉構成的復合耐火耐火磚外,莫來石還可以與其他材料構成耐火磚以提高其性能,如鋯莫來石耐火磚、莫來石-碳化硅耐火磚等。所謂鋯莫來石耐火磚就是莫來石-氧化鋯復合材料。但是由于氧化鋯價格昂貴,在實際生產中常通過Al2O3或礬土與鋯英石反應制得鋯莫來石熟料或耐火磚。
    這類耐火磚及原料的制造方法包括電熔法與燒結法。用電熔鑄制的鋁鋯硅(AZS)耐火磚我們在電熔鋯剛玉磚中已討論。將Al2O3與ZrSiO4配料煅燒制得鋯莫來石熟料,再將其破碎、混練、成型與燒成制得鋯莫來石耐火磚,即燒結AZS磚。
    當使用礬土為原料時,常見的是將ZrSiO4引入到高鋁磚中來提高高鋁磚的抗熱震性,即所謂的“抗剝落高鋁磚”。通過反應生成的ZrO2分散在莫來石與剛玉中。由于ZrO2在加熱與冷卻過程中的相變,在ZrO2顆粒周圍產生微裂紋,從而提高其抗熱震性。燒結AZS耐火磚常用于玻璃窯中。
    雜質對莫來石耐火磚的影響有哪些?
    莫來石質耐火材料中通常含有TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、K2O和Na2O等雜質氧化物,天然原料生產的莫來石中的雜志含量要比人工合成原料高。這些雜質氧化物在莫來石中起溶劑作用,降低溶液的形成溫度和黏度,增大液相的生成量,提高溶液和對固相的溶解速度和溶解數量,但各雜質氧化物所起的作用強弱程度不同,其中以K2O和Na2O對液相形成溫度影響大,K2O和Na2O分別使其無變量點溫度降低513~724℃,同時還起分解莫來石的作用,在這寫雜質氧化物中,TiO2的影響小,僅使無變量點溫度降低101~107℃.當TiO2含量較少時,除了部分固溶于莫來石中形成有限固溶體,促進莫來石生成和晶體發育長大外,還有部分在高溫下進入液相形成玻璃體。
    高溫下Fe2O3在莫來石和剛玉有一定固溶度,形成有限固熔體。它在剛玉中的固溶度較在莫來石中的高,由于固溶體的形成,使莫來石和剛玉的晶格長大。Fe2O3對Al2O3-SiO2系材料的始熔溫度與系統中的Al2O3含量或者說與Al2O3/SiO2比值有關,當Al2O3/SiO2<2.55時,始熔溫度為1380℃,若Al2O3/SiO2>2.55時,始熔溫度提高到1460℃,并隨其Al2O3含量提高而逐漸提高。在還原氣氛下,Fe2O3被還原成FeO而脫溶進入玻璃相,并使系統的始熔溫度下降,分別下降至1240℃和1380℃。
    總之,隨著莫來石磚中Al2O3含量的提高,其高溫性能提高;而溶劑量增多,高溫性能降低。據此,嚴格控制雜質氧化物含量,尤其K2O、Na2O和Fe2O3的含量,是獲得高性能莫來石質耐火磚的重要措施。在含有堿類成分熔渣或氣體環境中使用,對莫來石質耐火磚均具有嚴重的侵蝕作用。
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