耐火材料第三章

1、本章重点：本章重点： Al2O3-SiO2二元系统二元系统 杂质对杂质对Al2O3-SiO2二元系统的影响二元系统的影响 Al2O3-SiO2系制品的生产工艺要点系制品的生产工艺要点 Al2O3-SiO2系制品的性能特点系制品的性能特点 主要内容：主要内容： 1.1.粘土质耐火材料；粘土质耐火材料； 2.2.高铝质耐火材料；高铝质耐火材料； 3.3.莫来石质耐火材料；莫来石质耐火材料； 4.4.刚玉质耐火材料；刚玉质耐火材料； 第三章第三章 硅酸铝及刚玉系耐火材料硅酸铝及刚玉系耐火材料2 3.1 概况概况1.硅酸铝质耐火材料：硅酸铝质耐火材料：以以SiO2和和Al2O3为基本化学组成的为基本化

2、学组成的一类耐火材料。一类耐火材料。2.分类：分类：半硅质半硅质Al2O3含量含量15-30% 粘土质粘土质 Al2O3含量含量30-46% 高铝质高铝质 Al2O3含量大于含量大于46% 刚玉质刚玉质 Al2O3含量大于含量大于90%3 Al Al2 2O O3 3-SiO-SiO2 2系耐火材料组成与性能系耐火材料组成与性能 制品名称制品名称 Al2O3含量，含量，% 主要矿物组成主要矿物组成化学性质化学性质 半硅砖半硅砖 1530 石英变体、石英变体、莫来石莫来石、玻璃相、玻璃相 半酸性半酸性 粘土砖粘土砖 3046 莫来石莫来石（50%）、石英变体、玻璃相）、石英变体、玻璃相弱酸性弱酸

3、性 等高铝砖等高铝砖 4660 莫来石莫来石（6070%）、石英变体、玻璃相）、石英变体、玻璃相弱酸性弱酸性 等高铝砖等高铝砖 6075 莫来石莫来石、少量刚玉、玻璃相、少量刚玉、玻璃相弱酸性弱酸性 等高铝砖等高铝砖 75 莫来石莫来石、刚玉、少量玻璃相、刚玉、少量玻璃相似中性似中性 刚玉砖刚玉砖 9599 刚玉刚玉、少量玻璃相、少量玻璃相中性中性 随随A/SA/S由低到高由低到高，制品呈酸性、弱酸性、中性（耐酸碱、化学稳定）。，制品呈酸性、弱酸性、中性（耐酸碱、化学稳定）。A/SA/S大于大于莫来石莫来石组成的高铝砖、刚玉砖基本晶相组成：组成的高铝砖、刚玉砖基本晶相组成：莫来石、刚玉。莫来石

4、、刚玉。A/SA/S小于小于莫来石莫来石组成的高铝砖、粘土砖和半硅砖相组成：石英、组成的高铝砖、粘土砖和半硅砖相组成：石英、莫来石莫来石性能：半硅质耐火度低，整体性好（性能：半硅质耐火度低，整体性好（略膨胀略膨胀）。）。 粘土、高铝砖，粘土、高铝砖，耐火度提高，热震好。耐火度提高，热震好。 刚玉制品抗渣强，刚玉制品抗渣强，热震稍差热震稍差。4 SiOSiO2 2A1A12 2O O3 3系组成与耐火度间的关系系组成与耐火度间的关系 AlAl2 2O O3 3-SiO-SiO2 2系制品的荷重软化变形温度系制品的荷重软化变形温度 （1）Al2O3SiO2二元系统相图二元系统相图砖种砖种 AlAl

5、2 2O O3 3，% % 开始开始变形变形温度温度T TH H， 4%4%变形变形温温度，度， 40%40%变形变形温温度度T TK K， T TK K-T-TH H 等粘土砖等粘土砖 / 1250 1320 1500 250 等粘土砖等粘土砖 40 1400 1470 1600 200 莫来石砖莫来石砖 70 1600 1660 1800 200 刚玉砖刚玉砖 90 1870 1900 / / 所以所以AlAl2 2O O3 3-SiO-SiO2 2系制品中，随着系制品中，随着AlAl2 2O O3 3含量的增加，其矿含量的增加，其矿物组成逐渐变化，高温性能也呈规律性的变化。物组成逐渐变化

6、，高温性能也呈规律性的变化。3.2 生产的工艺原理生产的工艺原理一、一、A-SA-S二元系统：二元系统：见相见相图（图（19421942年鲍恩与格年鲍恩与格雷提出）雷提出）1.1.晶相：三个（晶相：三个（方石英方石英：熔点熔点17231723；莫来石：；莫来石：熔点熔点18501850；刚玉：；刚玉：熔点熔点20502050）A A3 3S S2 2是A含量：72-78%72-78%固溶体。是该二元系统唯一二元化合物。固溶体。是该二元系统唯一二元化合物。针、柱针、柱状晶体，链状硅酸盐结晶、高温强度高，抗热震性好状晶体，链状硅酸盐结晶、高温强度高，抗热震性好（膨胀系数小），荷软高。（膨胀系数小）

7、，荷软高。刚玉（刚玉（ -Al-Al2 2O O3 3）： 中性中性（耐酸碱）、化学稳定性好（抗（耐酸碱）、化学稳定性好（抗渣好渣好) )、膨胀系数较大（比碱性小）、热震较差。、膨胀系数较大（比碱性小）、热震较差。粒、板粒、板状。状。 由于莫来石的存在由于莫来石的存在A-SA-S系统分割二个子系统，系统分割二个子系统， 即即S-S-莫来石和莫来石和A-A-莫来石莫来石2.S-A2.S-A3 3S S2 2分系统分系统 T TE E=1595 =1595 、共晶点组成（、共晶点组成（A=5.5%,S=94.5%)A=5.5%,S=94.5%)靠近靠近S S一边、常一边、常温固相（温固相（方石英，

8、莫来石方石英，莫来石）。）。 当当A A15%15%：液相线较陡、对温度和组成都敏感，不宜作耐材。：液相线较陡、对温度和组成都敏感，不宜作耐材。 当当A A15%15%：温度低于：温度低于17001700时，液相线较陡，随温度升高液时，液相线较陡，随温度升高液相量增加慢，同时莫来石会向液相中相量增加慢，同时莫来石会向液相中溶解溶解，补充液相中，补充液相中SiOSiO2 2含量使得液相的粘度随温度升高降低不明显，这一特征决含量使得液相的粘度随温度升高降低不明显，这一特征决定了粘土制品的荷软开始温度不高而荷软温度范围较宽的定了粘土制品的荷软开始温度不高而荷软温度范围较宽的特性。特性。3. A3.

9、A3 3S S2 2-A-A分系统分系统 T TE E=1840=1840（较高）、比莫来石的熔点只低（较高）、比莫来石的熔点只低10 10 ，共晶点靠，共晶点靠A A一侧、常温一侧、常温莫来石、刚玉莫来石、刚玉共存。刚玉相抗渣好，但在共存。刚玉相抗渣好，但在A-SA-S系统中系统中抗热震差抗热震差（但比碱性好）。（但比碱性好）。二、杂质氧化物对二、杂质氧化物对S-AS-A二元无变点的影响二元无变点的影响杂质：杂质：FeFe2 2O O3 3、TiOTiO2 2、CaOCaO、MgOMgO及及R R2 2O O等种类、数量决定制品出等种类、数量决定制品出现液相现液相温度温度、液相、液相数量数量

10、和和粘度粘度，起助熔作用，对耐火度影，起助熔作用，对耐火度影响很大。响很大。第三组分 无无FeOFeOFeFe2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOK K2 2O ONaNa2 2O OTiOTiO2 2S-AS-A3 3S S2 2分系分系T TE E/15951595121012101380138013451345144014409859851050105014801480A A3 3S S2 2-A-A分系分系T TE E /18401840138013801460146015121512157815781315131511041104172717271.1.可以看出：可以看出： R

11、 R2 2O-A-SO-A-S三元系统，三元系统， R R2 2O O是最强熔剂是最强熔剂，T TE E急剧降低！急剧降低！ R R2 2O O最有害杂质，要严格控制。最有害杂质，要严格控制。2.2.铁氧熔剂作用铁氧熔剂作用FeOFeO FeFe2 2O O3 3，要采取，要采取氧化气氛氧化气氛生产和生产和使用使用。9 Al2O3SiO2K2O系统相图系统相图 SiO2-A3S2 （1595） SiO2-A3S2-KAS6（985 ） T=610 较大较大 Al2O3-A3S2（1840 ） Al2O3-A3S2-KAS4（1315 ） T=525 较小较小 10 不同气氛下不同气氛下Al2O

12、3SiO2氧化铁系统相图氧化铁系统相图11 还原还原气氛气氛 SiO2-A3S2 (1595) SiO2-A3S2-2FeO2Al2O35SiO2 (1210) T=385氧化氧化气氛气氛 SiO2-A3S2 (1595) SiO2-A3S2-Fe2O3Al2O3 (1380) T=215 12 比较比较还原还原气氛气氛 Al2O3 - A3S2 (1840) Al2O3 -A3S2-FeOAl2O3 (1380) T=460 氧化氧化气氛气氛 Al2O3- A3S2 (1840) Al2O3 -A3S2-Fe2O3Al2O3 (1460) T=380 13 Al2O3SiO2氧化铁系统氧化铁

13、系统1 硅酸铝耐火材料硅酸铝耐火材料不宜不宜在在还原还原气氛下烧成和使用气氛下烧成和使用2 抵抗氧化铁侵蚀的能力，抵抗氧化铁侵蚀的能力，AlAl2 2O O3 3SiOSiO2 2比比大于大于2.552.55莫来石莫来石组成的高铝砖组成的高铝砖优于优于AlAl2 2O O3 3SiOSiO2 2比较莫来石组成比较莫来石组成低的低的高铝高铝砖、粘土砖和半硅砖。砖、粘土砖和半硅砖。 此外，此外，FeFe2 2O O3 3在在TiOTiO2 2存在的条件下，降低制品的高温力学性能。存在的条件下，降低制品的高温力学性能。所以，在高铝制品中，所以，在高铝制品中，FeFe2 2O O3 3的含量应控制在的

14、含量应控制在2-32-3以下，以下，并且使并且使FeFe2 2O O3 3进入结晶相形成固溶体进入结晶相形成固溶体：防止：防止FeFe2 2O O3 3、TiOTiO2 2同同时时进入玻璃相进入玻璃相第三组分无无FeOFeOFeFe2 2O O3 3S-AS-A3 3S S2 2分系分系T TE E/159515951210121013801380A A3 3S S2 2-A-A分系分系T TE E /1840184013801380146014603、TiO2-Al2O3-SiO2三元系1）此图无三元化合物，只有莫来石固溶体和钛酸铝，并且在莫来石中固溶有TiO2，如:B点：Al2O3=75%

15、，TiO2=6%，C点： Al2O3=69.5%，TiO2=3.5%2）ABCD区域为莫来石固溶体区域，Al2O3-AT-B和SiO2-AT-C为三相区，TP分别为1727 和1480。3）A-B-Al2O3, AT-B-C, SiO2-D-C分别为莫来石固溶体与相应物质的二元混合物， 二元无变量点温度分别为E3P1,P2P1和E2P2上的某一点。4）A/S小于2.55的制品，TiO2含量一般小于3.5%，基本上与莫来石形成固溶体，不存在于液相中；A/S大于2.55的制品，随Al2O3含量的增加，莫来石含量减少，莫来石固溶TiO2量相应减少，余下的TiO2会进入液相，降低液化温度和液相粘度，使

16、制品的高温性能下降。4 、CaO-Al2O3-SiO2三元系体系无无CaOCaOS-AS-A3 3S S2 2分系分系T TE E/1595159513451345A A3 3S S2 2-A-A分系分系T TE E/1840184015121512说明抗CaO侵蚀的能力，高铝制品优于粘土制品。1点TP=1345 2点TE=1170 7点TP=1512 15点TP=1470 5、 MgO-Al2O3-SiO2三元系S-AS-A3 3S S2 2分系统分系统 生成生成堇青石堇青石（M M2 2A A2 2S S5 5组群状硅酸盐），膨胀系数组群状硅酸盐），膨胀系数小、抗热震比小、抗热震比A A3

17、 3S S2 2好！用于陶瓷好！用于陶瓷匣钵。匣钵。A A3 3S S2 2-A-A分系统分系统 生成镁铝尖晶石（生成镁铝尖晶石（MAMA熔点熔点21352135) )， 该三元系该三元系统统T TP P= =15781578相对高、抗侵蚀。且相对高、抗侵蚀。且MAMA膨胀系数小、抗热震比膨胀系数小、抗热震比A A3 3S S2 2好！好！体系无无MgOMgOS-AS-A3 3S S2 2分系分系T TE E/1595159514401440A A3 3S S2 2-A-A分系分系T TE E /1840184015781578小结：小结：杂质氧化物对杂质氧化物对A-SA-S二元系影响：二元系

18、影响：R R2 2O O最强，最强，其次其次FeOFeO、FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO，TiOTiO2 2最弱。最弱。3.3 粘土质耐火材料粘土质耐火材料 粘土质耐火材料：采用粘土熟料与生粘土配制而成，粘土质耐火材料：采用粘土熟料与生粘土配制而成，AlAl2 20 03 3含量为含量为30304848的一类耐火材料。的一类耐火材料。 一、粘土原料一、粘土原料：根据生成状态和性质，分为四类：根据生成状态和性质，分为四类1.粘土的种类粘土的种类A.A.高岭土：高岭石矿物，结晶较大，可塑性较差，是陶高岭土：高岭石矿物，结晶较大，可塑性较差，是陶瓷的主要瓷的主要原料；原料；B

19、.B.硬质粘土：高岭石矿物，结构致密，可塑性差，通常硬质粘土：高岭石矿物，结构致密，可塑性差，通常作为煅烧熟料的原料，煅烧后的化学成分为作为煅烧熟料的原料，煅烧后的化学成分为AlAl2 20 03 3+TiO+TiO2 2不小于不小于30%30%，FeFe2 2O O3 3不超过不超过2.5%2.5%； C. C.软质粘土：高岭石矿物，可塑性好，多作硅酸铝质材软质粘土：高岭石矿物，可塑性好，多作硅酸铝质材料的结合剂，分半硅质粘土和可塑粘土；料的结合剂，分半硅质粘土和可塑粘土； D. D.贝岩状粘土：可塑性差，含较多杂质矿物。贝岩状粘土：可塑性差，含较多杂质矿物。18 2. 化学矿物组成：化学矿

20、物组成： 主要化学成分：主要化学成分：Al2O3、SiO2 主矿物（主晶相）：高岭石主矿物（主晶相）：高岭石 ：Al2O32SiO22H2O 杂质矿物（次晶相）：石英、铁化合物以及有机物等，杂质矿物（次晶相）：石英、铁化合物以及有机物等，严格控严格控制制Al2O3含量及含量及Al2O3SiO2比值愈接近高岭石矿物的理论值比值愈接近高岭石矿物的理论值 粘土纯度粘土纯度，质量，质量。 Al2O3SiO2比值比值，粘土耐火度，粘土耐火度，粘土烧结熔融范围越宽。，粘土烧结熔融范围越宽。 19 3. 耐火粘土的工艺特性耐火粘土的工艺特性 分散性分散性 结合性结合性 烧结性烧结性 可塑性可塑性 粘土的矿物

21、组成和颗粒组成粘土的矿物组成和颗粒组成所控制所控制。（1）分散性）分散性 分散程度：分散程度：与颗粒粒径分布及比表面积有关与颗粒粒径分布及比表面积有关 粘土属于高分散性物质，一般不大于粘土属于高分散性物质，一般不大于10微米。微米。 粘土的工艺性质如悬浮性、可塑性主要取决于小于粘土的工艺性质如悬浮性、可塑性主要取决于小于2微米颗粒的数量。微米颗粒的数量。 粘土的分散度等级与在水中的分散性粘土的分散度等级与在水中的分散性 分分 散散 性性 优优 良良 中中 等等 困困 难难 1m m，% 45 35 3 35 等等 级级 高高 中中 低低 差差 含水量，含水量， 353545 45 252535

22、 35 151525 25 15 15 （2 2）可塑性）可塑性 表示方法：塑性指数和塑性指标表示方法：塑性指数和塑性指标 塑性指数法塑性指数法：粘土显可塑状态时的水量上限和下限之差：粘土显可塑状态时的水量上限和下限之差（含水量变化的范围）来衡量可塑性强弱的间接指数值。（含水量变化的范围）来衡量可塑性强弱的间接指数值。 塑性指标法塑性指标法：采用一定直径的泥球，当外力作用后发生形：采用一定直径的泥球，当外力作用后发生形 并开始产生裂纹，并开始产生裂纹， 以应力以应力( (变形力变形力) )与应变与应变( (变形的程度变形的程度) )的乘积来的乘积来 表示其可塑性程度的一种方法。表示其可塑性程度

23、的一种方法。 等等 级级 高高 中中 低低 可塑性指标可塑性指标 3.6 3.6 2.52.53.6 3.6 2.5 2.5 21 增加粘土可塑性的方法：增加粘土可塑性的方法： 除去如石英等非可塑性的杂质矿物；除去如石英等非可塑性的杂质矿物； 细磨以增加其分散度；细磨以增加其分散度； 加入适量塑性物质结合剂（如亚硫酸纸浆废液等）；加入适量塑性物质结合剂（如亚硫酸纸浆废液等）； 困料。困料。 （3）结合性）结合性 粘土分散程度粘土分散程度，比表面积，比表面积，结合性，结合性。 在实际生产中，通常都以粘土的可塑性来判断其结合性在实际生产中，通常都以粘土的可塑性来判断其结合性 能的强弱。能的强弱。2

24、2 （4）粘土的烧结性）粘土的烧结性 高岭石的加热变化高岭石的加热变化 Al2O32SiO22H2O Al2O32SiO2+2H2O （450550） Al2O32SiO2 Al2O3（无定形）（无定形）+2SiO2 （无定形）（无定形） Al2O3（无定形）（无定形）- Al2O3（结晶型）（结晶型） （930960 ） 3- Al2O3 +6SiO2 (无定形无定形)A3S2+4SiO2 (无定形无定形)(11001200) SiO2 （无定形）（无定形）SiO2 （方石英）（方石英） （12501300） （一次莫来石）（一次莫来石）1200 主要为莫来石长大，至主要为莫来石长大，至15

25、00 1600结束，方石英成玻结束，方石英成玻璃相璃相或其它变体或其它变体 。 23 杂质的影响杂质的影响 熔剂作用熔剂作用 Fe2O3、TiO2 促进莫来石化；促进莫来石化； CaO、R2O 抑制莫来石化、分解。抑制莫来石化、分解。 杂质数量和种类决定烧结机制杂质数量和种类决定烧结机制 液相烧结液相烧结（粘滞流动烧结）（粘滞流动烧结）高硅玻璃相高硅玻璃相 硬质粘土硬质粘土 A， T（烧结温度）（烧结温度） 软质粘土软质粘土 A， T （烧结温度）（烧结温度） 如如R2O，T烧结温度将显著降低烧结温度将显著降低 煤质粘土或含有机物较多，孔隙多，烧结困难煤质粘土或含有机物较多，孔隙多，烧结困难

26、24 定义：粘土砖定义：粘土砖Al2O33048% 分类：分类： 普通粘土砖普通粘土砖 全生料粘土砖全生料粘土砖 多熟料粘土砖多熟料粘土砖 高硅粘土砖高硅粘土砖 二、粘土砖的生产工艺要点二、粘土砖的生产工艺要点 生产的工艺流程：生产的工艺流程：粘土熟料粘土熟料破粉碎破粉碎筛分筛分结合粘土结合粘土破粉碎破粉碎筛分筛分 混合共磨混合共磨配料配料混炼混炼成型成型干干燥燥烧成烧成成品拣选成品拣选结合粘土的筛下料一部分与熟料混合共磨，一部分拿来直接配料。结合粘土的筛下料一部分与熟料混合共磨，一部分拿来直接配料。1.原料选择、配料原料选择、配料A.多熟料制品多熟料制品（瘠化作用、分散、骨架、网络化、高温性

27、能好）（瘠化作用、分散、骨架、网络化、高温性能好） 物料配比：结合粘土物料配比：结合粘土25% 粒度组成：参照多熟料制品粒度组成：参照多熟料制品 干燥、烧成收缩大（收缩干燥、烧成收缩大（收缩15-20%），不易控制尺寸，高温性能），不易控制尺寸，高温性能不好。不好。 可见：多引入粘土熟料，可见：多引入粘土熟料，A制品性能优于制品性能优于B。27 2. 2.混炼方法：混炼方法： 结合粘土结合粘土 泥浆（泥浆（1-3%）+纸浆（纸浆（1-2%） 1) 结合粘土熟料结合粘土熟料干混干混水和纸浆水和纸浆混合混合 2) 熟料熟料水和纸浆水和纸浆结合粘土结合粘土混合混合 （常规常规） 3) 熟料熟料泥浆和

28、纸浆泥浆和纸浆共磨粉共磨粉混合（混合（最佳最佳）3. 3.成型与干燥：成型与干燥：通常机压半干泥料水分一般为通常机压半干泥料水分一般为4 46 6，50-80 MPa50-80 MPa压力，生坯压力，生坯体积密度体积密度2.102.102.40 g/cm2.40 g/cm3 3。 快速干燥制度快速干燥制度 ：1 1）干燥介质进口温度：标、普型砖）干燥介质进口温度：标、普型砖150150200200，异型砖，异型砖120120160160；2 2）废气排出口温度：）废气排出口温度：70708080；3 3）砖坯残余水分：）砖坯残余水分：2%2%；4 4）干燥时间：）干燥时间：16162424小时

29、。小时。4. 4.烧成：烧成：目的：目的：具有一定外形尺寸、气孔率低、致密、强度提高、具有一定外形尺寸、气孔率低、致密、强度提高、体积稳定好、耐火性好。体积稳定好、耐火性好。温度：温度：要要高于高于结合粘土烧结温度。结合粘土烧结温度。 宽烧结温度范围的粘土：要高出宽烧结温度范围的粘土：要高出100150； 窄烧结温度范围的粘土：要高出窄烧结温度范围的粘土：要高出50100 普通：普通：12501350 多熟料多熟料：13801420注意：注意：体积体积总收缩总收缩4-5%4-5%；烧成速度；烧成速度不能太快不能太快，适当保温。，适当保温。29 三、粘土制品的性质三、粘土制品的性质1.热震性好（

30、热震性好（1100：水冷：水冷10次；多熟料次；多熟料50-100次或更高）。主要次或更高）。主要原因：原因： A3S2 热膨胀系数小、均匀、无多晶转变、颗粒间有很多微热膨胀系数小、均匀、无多晶转变、颗粒间有很多微小裂纹缓冲应力。小裂纹缓冲应力。2.抗酸性熔渣侵蚀（抗酸性熔渣侵蚀（SiO2）。）。3.高温性能差（无高温性能差（无A3S2骨架）骨架）数量数量(50%)、结晶细小。、结晶细小。4.具有很宽的荷重软化变形温度范围，但具有很宽的荷重软化变形温度范围，但荷软低荷软低1250-1400 。提高措施提高措施 多熟料配比（骨架）及混合细磨工艺（分散均匀）；多熟料配比（骨架）及混合细磨工艺（分散

31、均匀）； 尽可能提高基质中尽可能提高基质中Al2O3含量，使基质中含量，使基质中Al2O3/SiO2比接近比接近莫来石组成，即提高基质纯度；莫来石组成，即提高基质纯度； 提高烧成温度（提高烧成温度（ A3S2 长大）。长大）。30 二、高铝矾土原料二、高铝矾土原料 ：不能直接制砖坯！必须煅烧成熟料。不能直接制砖坯！必须煅烧成熟料。 高铝矾土（又称铝土矿、矾土、铝矾土、矾石）高铝矾土（又称铝土矿、矾土、铝矾土、矾石） 1） 分布分布 山西（阳泉、孝义、太原），河北（唐山、古冶），山西（阳泉、孝义、太原），河北（唐山、古冶）， 河南（巩义、新密、河南（巩义、新密、 沁阳、登封）以及贵州等地。沁阳、

32、登封）以及贵州等地。 3.4 3.4 高铝质耐火材料高铝质耐火材料 一、定义、分类一、定义、分类：高铝矾土熟料结合粘土，高铝矾土熟料结合粘土，AlAl2 2O O3 3在在4890%4890%的铝硅系制品。的铝硅系制品。 按按Al2O3含量分：含量分： I等，等，75；II等，等，6075；III等，等，4860%。按矿物组成分：按矿物组成分：低莫来石、莫来石、莫来石低莫来石、莫来石、莫来石-刚玉、刚玉刚玉、刚玉-莫来石、刚玉质莫来石、刚玉质 随随AlAl2 2O O3 3含量增加、玻璃相减少、高温性能增加！含量增加、玻璃相减少、高温性能增加！31 化学组成：化学组成： AlAl2 2O O3

33、 3、SiOSiO2 2；少量杂质；少量杂质FeFe2 2O O3 3 、TiOTiO2 2 、 CaOCaO、 MgO MgO 、R R2 2O.O.矿物组成：矿物组成： 水铝石：水铝石： AlAl2 2O O3 3H H2 2O O、高岭石：、高岭石： AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O2）组成、构造）组成、构造级别级别 化学成分，化学成分， 耐火度，耐火度， Al2O3 Fe2O3 CaO 特级特级 7575 2.02.0 0.50.5 17701770 一级一级 7075 2.52.5 0.60.6 17701770 二级二级 6070 2.52.5

34、0.60.6 17701770 三级三级 5560 2.52.5 0.60.6 17701770 四级四级 4555 2.02.0 0.70.7 17701770 4 4） 高铝矾土的加热变化：三阶段高铝矾土的加热变化：三阶段 分解阶段；分解阶段； 二次莫来石化阶段；二次莫来石化阶段； 重结晶烧结阶段。重结晶烧结阶段。过程中二次莫来石化过程伴随约过程中二次莫来石化过程伴随约1010的体积膨胀。的体积膨胀。 -Al2O3H2O-Al2O3游离、颗粒假象游离、颗粒假象+H2O （400-600） Al2O32SiO22H2OAl2O32SiO2（偏高岭石）偏高岭石）+2H2O （600600左右左

35、右） 3（Al2O32SiO2）3Al2O32SiO2（一次莫来石）（一次莫来石）+4 SiO2 （980980左右）左右） （莫来石化）（莫来石化） （无定形）（无定形） 3-Al2O3+ 2SiO23Al2O32SiO2 （1200-1500） V+10% 二次莫来石化二次莫来石化过程中二次莫来石化过程伴随约过程中二次莫来石化过程伴随约1010的体积膨胀松散作的体积膨胀松散作用，颗粒相互推开产生孔隙，液相难以弥合，阻碍烧结。用，颗粒相互推开产生孔隙，液相难以弥合，阻碍烧结。莫来石、刚玉的重结晶烧结作用（莫来石、刚玉的重结晶烧结作用（1500）：）： 莫来石、刚玉晶体发育长大莫来石、刚玉晶体

36、发育长大（重结晶），（重结晶），气孔缩小气孔缩小和消失，坯体逐渐致密化，强度、密度增加。和消失，坯体逐渐致密化，强度、密度增加。 （高温长时间进行）（高温长时间进行）同时杂质存在，高温产生液相促进烧同时杂质存在，高温产生液相促进烧结，并缓解结，并缓解二次莫来石化造成的二次莫来石化造成的膨胀膨胀松散作用松散作用 （杂质（杂质FeFe2 2O O3 3 、TiOTiO2 2 辅助烧结作用）。辅助烧结作用）。 34 等级等级 Al2O3， 烧结烧结 情况情况 烧结温度烧结温度 原因原因 特级特级 75 较易较易 160017001700 因高岭石少，水铝石多，二次莫来因高岭石少，水铝石多，二次莫来石

37、化程度弱，可能还有石化程度弱，可能还有TiO2级级 7075 较难较难 15001600 一定程度的二次莫来石化一定程度的二次莫来石化 级级 6070 最难最难 160017001700 二次莫来石化强烈二次莫来石化强烈 级级 5560 最易最易 1500左右左右 因高岭石多，水铝石少，二次莫来因高岭石多，水铝石少，二次莫来石化程度弱石化程度弱 级级 4555 最易最易 1500左右左右 同上同上 不同等级铝矾土的烧结情况不同等级铝矾土的烧结情况 可见：可见：A/S A/S 提高或提高或 A/S A/S 降低降低 , ,二次莫来石化效应较弱二次莫来石化效应较弱 A/S=2.55 ,A/S=2.

38、55 ,二次莫来石化效应二次莫来石化效应 激烈。激烈。35 相同点：高铝制品的生产工艺流程与多熟料粘土质制品生产相同点：高铝制品的生产工艺流程与多熟料粘土质制品生产 工艺流程相似。工艺流程相似。 不同点：不同点：二次莫来石化二次莫来石化反应。反应。 四、高铝质制品生产工艺要点四、高铝质制品生产工艺要点 1.矾土熟料的拣选分级：合理使用，精料精配，矾土熟料的拣选分级：合理使用，精料精配，2.矾土熟料的质量要求：保证熟料充分烧结，即二次莫来石化矾土熟料的质量要求：保证熟料充分烧结，即二次莫来石化和烧结收缩在原料煅烧过程中进行完毕。和烧结收缩在原料煅烧过程中进行完毕。控制熟料控制熟料：体密和吸水率。

39、：体密和吸水率。 3.配方选择：避免结合粘土和熟料颗粒反应生成二次莫来石配方选择：避免结合粘土和熟料颗粒反应生成二次莫来石， 产生体积效应产生体积效应A.、等高铝制品：结合粘土用量等高铝制品：结合粘土用量5%10%； 等高铝制品：结合粘土用量等高铝制品：结合粘土用量15%20%。B.B.采用两种级别矾土熟料混合配方，可调整制品采用两种级别矾土熟料混合配方，可调整制品AlAl2 2O O3 3含量和含量和改善基质组成，改善基质组成， AlAl2 2O O3 3含量高的矾土熟料以细粉形式加入为宜。含量高的矾土熟料以细粉形式加入为宜。 C. C.部分熟料和结合粘土共同细磨（部分熟料和结合粘土共同细磨（A/SA/S质量比应略大于质量比应略大于2.552.55），可），可控制二次莫来石化反应在基质中进行，消除二次莫来石化在熟料控制二次莫来石化反应在基质中进行，消除二次莫来石化在熟料颗粒表面进行（细粉收缩较大，可以部分颗粒表面进行（细粉收缩较大，可以部分抵消二次莫来石化的膨抵消二次莫来石化的膨胀作用胀作用）。尽量压缩结合粘土用量。）。尽量压缩结合粘土用量。 D. D.用生矾土细粉代替结合粘土，可解决二次莫来石化效应的影响，用生矾土细粉代替结合粘土，可解决二次莫来石化效应的影响，但工艺复杂，生产困难。但工艺复杂，生产困难。 E. E.