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優質搞剝落高鋁磚的研制

關鍵詞 高鋁磚|2011-06-28 15:12:27|制造技術|來源 中國磨料磨具網
摘要 摘要以優質高鋁礬土熱料為主要原料,基于微裂紋增韌理論,采用加入一定量的添加物的方法,并注意泥料的顆泣級配,試制出結構致密,熱震穩定性好(1100℃,水冷大于40次)的搞剝落高鋁磚,...
  摘要 以優質高鋁礬土熱料為主要原料,基于微裂紋增韌理論,采用加入一定量的添加物的方法,并注意泥料的顆泣級配,試制出結構致密,熱震穩定性好(1100℃,水冷大于40次)的搞剝落高鋁磚,并對添加物的抗熱震機理進行了討論。試制的搞剝落高鋁磚在水泥窯上使用,效果良好。
  1 前言
  隨著冶鐵、水泥工業的進一步發展,對耐火材料的高溫性能要求愈來愈高。目前高鋁磚在務類窯爐上損壞的主要原因是渣蝕及剝落。顯然,研制一種高溫性能好、導熱系數低、熱震穩定性優異、搞侵蝕性強、抗剝落性高的高鋁磚是非常必要的。
  2 理論分析
  2.1 1等高鋁磚熱震穩定性不好的原因分析
  從Al2O3-SiO2系二元相圖中的高鋁區可以看出,Al2O3含量大于72%制品高溫穩定相為剛玉和莫來石。王金相指出[1],I等高鋁夸的主晶相為柱狀或料狀剛玉,會計師達70%以上;少量莫來石,含量10~20%,在結晶相之前的直接結合起主導作用;含量為5~10%玻璃相雜亂地分布于其中。I等高鋁磚的剛性模量和強度在低溫階段都有與溫度并增的趨勢,直到轉折溫度(600~800℃)以后,剛性模量和強度隨溫度上升而下降,且下降逐漸加快不利于熱穩定性的提高。我國高鋁磚的特點是隨Al2O3含量的提高,其雜質含量也相應提高。雜質中堿金屬和堿土金屬氧化物抑制莫來石的形成,在高溫下導致莫來石分解,并產生多量的富硅玻璃,以R2O的危害最大[2]。例如,當Na2與莫來石共存時,在1000—1100℃時,莫來石開始反應分解,分解反應如下:3Al2O3 ·2SiO2+Na2O→2Al2O3+Na2O·Al2O3·2SiO2(霞石質液相),這一反應不但生成液相,而且發生了固相分解。另外,還原氣氛也能促使莫來石分解[2]。莫來石分解為熱膨脹系數較高的剛玉和玻璃相,使制品的熱震穩定性降低。
  2.2 研制搞剝落高鋁磚的技術思路
  由上述所示,高鋁磚是一種多晶體組成的復合材料,因此在顯微結構上由晶粒和晶界組成,還存在玻璃相、氣孔、雜質和其它缺陷。根據熱沖擊斷裂損傷理論,研制抗剝落高鋁磚應從提高高鋁磚的熱震穩定性出發,通過加入添加物,使其具有高的斷裂表面能、低的彈性模量和熱膨脹系數。為了不影響高鋁磚的高溫使用性能,本文主要從顯微裂韌化的角度出發[3],探討提高高鋁磚熱震穩定性的方法。所采取的方法為:(1)加入不同等級的礬土熟料;(2)添加膨脹劑如紅柱石或硅線石;(3)加入添加物使在基質中形成
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