耐火材料5硅酸铝质耐火材料综述.ppt

复习 氧化硅质耐火材料 二氧化硅的同素异晶转变硅砖生产硅砖的性质和使用其他氧化硅质耐火制品 2 硅酸铝质耐火材料 Al2O3 SiO2系统状态图粘土质耐火材料高铝质耐火材料半硅质耐火材料 4 硅酸铝质耐火材料是由Al2O3和SiO2及少量杂质所组成 根据其Al2O3含量不同可分为 半硅质耐火材料 含A12O315 30 粘土质耐火材料 含Al2O330 46 高铝质耐火材料 含A12O3 40 硅酸铝质耐火材料是产量最大的一类耐火材料 5 第一节Al2O3 SiO2系统状态图 6 一 原料 耐火粘土主要组成为高岭石 Al2O3 2SiO2 2H2O 其余部分为K2O Na2O CaO MgO TiO2及Fe2O3等杂质 含量约为6 7 3 Al2O3 2SiO2 2H2O 3A12O3 2SiO2 4SiO2 6H2O 高岭石莫来石方石英 煅烧高岭石 高岭石在煅烧时发生脱水分解 化合 结晶 晶体长大等一系列物理化学变化 并伴有较大的体积变化 一般不能直接用来制造砖坯 必须在高温窑内加热煅烧成熟料方可使用 第二节粘土质耐火材料 比较 硅砖原料的使用 7 二 粘土质耐火材料的生产工艺 1 原料准备 熟料 结合粘土 2 配料 混练与成型 熟料 结合粘土 半干压成型 3 干燥 控制干燥速度 4 烧成 将砖坯烧结 使其具有一定的外形尺寸 气孔率与致密性 机械强度要高 体积稳定性较好 耐火性能良好 不烧砖 粘土熟料颗粒 细粉 少量结合粘土 化学结合剂 混合 成型特点 不经高温烧成 生产简化 逐渐烧结 全生料砖 致密的硅质枯土 隧石粘土等不经煅烧直接作为原料 特点 简化工艺 节约能源 降低成本 强度更高 体积收缩 8 三 粘土质耐火制品的性质 1 耐火度 1580 1730 特等 耐火度 1750 一等 耐火度 1730 二等 耐火度 1670 三等 耐火度 1580 2 高温耐压强度随A12O3含量的增加而增大 800 出现塑性变形 1000 1200 强度出现最大值 1200 液相大量形成 粘度降低 耐压强度迅速下降 9 3 荷重软化温度主要取决于制品中A12O3含量和杂质的种类及数量 荷重软化温度比耐火度低很多 只有1350 左右 4 高温体积稳定性在生产过程中加入了一定数量的结合剂 如结合粘土 在烧成时矿化作用不彻底造成的 残余收缩一般为0 2一0 7 不超过1 10 5 耐热震性耐热震性好 普通粘土砖1100 水冷循环达10次以上 多熟料粘土砖可达50一100次或更高 原因主要是莫来石及整个制品的热膨胀系数小 平均4 5 5 8 10 而且比较均匀 过程中不发生晶型转变所引起的体积变比 而且熟科颗粒之间尚有许多裂纹 可以缓冲应力作用 6 抗渣性抵抗弱酸性炉渣侵蚀的能力强 对酸性和碱性炉渣的抵抗能力较弱 提高制品的致密度 降低气孔率 能提高制品的抗渣性能 11 四 粘土砖的用途 凡无特殊要求的砖体均可用粘土砖砌筑 高炉 热风炉 化铁炉 平炉和电炉等温度较低部分使用粘土砖 盛钢桶 浇铸系统用砖 加热炉 热处理炉 燃烧室 烟道 烟囱等均使用粘土砖 尤其适用于温度变化较大部位 第三节高铝质耐火材料 Al203 48 分为三个等级 I等 A1203 75 II等 A12O360 75 等 A12O348一60 根据矿物组成分类为 低莫来石及莫来石质 A12O348 71 8 莫来石 刚玉质及刚玉 莫来石质 Al2O371 8 95 刚玉质 Al2O395 100 一 原料 高铝矾土 主要原料 三石 工业氧化铝等 二 生产工艺特点与多熟料粘土质制品的生产工艺相似 烧成比粘土耐火制品因难得多 二次莫来石化 条件控制更加严格 13 三 高铝质耐火材料的性质1 耐火度耐火度波动范围大 一般为1770一2000 主要受A1203含量的影响 同时耐火度还受杂质含量和种类的影响 与制品的矿相结构有关 2 荷重软化温度开始变形温度大于1400 并随着Al2O3含量的增加而提高 14 3 导热性高铝质耐火制品比粘土质制品有较高的导热能力 其原因是高铝质制品中导热能力很低的玻璃相较少 而导热能力较好的莫来石和刚玉质晶体量增加 4 耐热震性850 水冷循环仅3 5次 主要是由于刚玉的热膨胀性较莫来石高 而无晶型转化之故 提高高铝制品的耐热震性 改善制品的颗粒结构 降低细粒料的含量及提高熟料临界颗粒尺寸和合理级配 以提高制品的耐热震性 5 抗渣性A12O3为两性氧化物 既能抵抗酸性炉渣的侵蚀也能低抗碱性炉渣的作用 但抗碱性渣的能力不及镁质材料 却优于粘土质材料 并随莫来石和刚玉质含量增加而增强 15 四 高铝砖的用途常用它来代替高质量的粘土砖和硅砖 以提高炉子的寿命 目前主要用于砌筑高炉 热风炉 电炉炉顶 鼓风炉 反射炉 回转窑内衬 此外 高铝砖还广泛地用做平炉蓄热式格子砖 浇注系统用的塞头 水口砖等 但高铝砖价格要比粘土砖高 故用粘土砖能够满足要求的地方就不必使用高铝砖 五 高铝质熔铸制品 高铝质熔铸制品是指高铝质配合料经高温熔化后浇注成一定形状的制品 1 原料高铝矾土和工业氧化铝2 性能 制品致密度高 气孔率低 耐火度和荷重软化温度高 制品的晶体结构发育完整 晶粒粗大 化学稳定性好 高温结构强度大 导热性好 抵抗熔渣侵蚀能力强 3 应用广泛用于钢铁冶金 有色冶金 玻璃工业 化工及其它工业炉窑的工作条件非常苛刻的部位 如用作有色冶金炉水口 高炉炉腹内衬 加热炉无水冷滑轨等 使用寿命比一般耐火制品高得多 但成本高 价格贵 17 SiO2含量大于65 Al2O3含量为15 30 性能介于粘土砖和硅砖之间 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