低蠕变高铝砖研究现状

下图是在1400℃、1450℃、1500℃和1550℃温度下百余个高铝砖的蠕变率检测结果的分布情况,据此可以纵观我国一系高铝砖的质量水平。从中可以看出：

1、以高纯人工合成原料莫来石和刚玉等制备的耐火砖,其高温(1500-1550℃)蠕变率均较低；

2、以多种原料含部分人工合成原料制备的耐火高铝砖,其高温(1450℃)蠕变率基本上也能达到要求；

3、采用廉价的天然原料制备的耐火砖,其高温(1400℃)蠕变率能达到指标要求的并不多,需要采取相应的技术措施。

近年来,在低蠕变高铝砖的研制过程中,一般都加入一定量的石英颗粒。对石英颗粒的作用及效果有不同的看法,一般认为加入石英的作用主要有两个方面,即增加高温液相的粘度和利用未平衡反应产生的膨胀效应和膨胀应力效应来提高抗负荷能力。在高铝砖中加入石英颗粒,可提高液相中的SiO2含量,增加液相中的硅氧四面体的交联程度,提高其粘度。同时,由于基质中存在部分Al2O3,在高温下有较强的扩散能力,Al3+扩散到石英颗粒中去,形成了一个以方石英为核心的铝硅酸盐层。Al2O3和SiO2反应生成莫来石,这个反应产生适量膨胀可以提高其抗蠕变性。在方石英颗粒周围存在着一个由莫来石晶相和非晶相或微晶相构成的薄层沿方石英颗粒中心至其边缘,SiO2的含量逐渐减小。但莫来石化反应还远未达到平衡随着时间的延长,反应层厚度不断增加,反应速度减慢,可以保证这种非平衡反应持续很长的时间。一般认为,石英以中颗粒的形式加入为好,并要求有一定的粒度区间,如。石英加入量与刚玉数量有关,在细粉全部采用刚玉时,石英加入量以左右为宜。由于刚玉细粉和石英颗粒的反应过程是缓慢的,坯体烧成后仍有残余的石英和刚玉,高铝砖在高温使用过程中会继续发生石英和刚玉形成莫来石的反应,这个反应伴随有体积膨胀,而这种膨胀刚好可以抵消或部分抵消高温使用过程中产生的收缩,使热风炉用低蠕变高铝砖具有优异的抗蠕变性能。

以全天然原料合成的莫来石为主要原料,制得了低蠕变刚玉-莫来石砖。该高铝砖在1550℃、0.2MPa压力下,50h蠕变量仅为0.16%。

此外,有的研究者还采用添加三石,,反应生成莫来石的方式,研制生产了热风炉用低蠕变高铝砖。

三石,'蓝晶石、红柱石、硅线石矿物在高温下不可逆地转变为莫来石,这种转变叫莫来石化转变。

由于三种矿物是同质多象,即成分相同,但晶体结构不同,因而在高温下转化为莫来石的温度、时间、速度及体积效益不同,转化为莫来石的过程、形态、结晶方向也不同。

由于添加了三石,改善了材料的显微结构,增加了莫来石晶相含量,尤其在基质部分,在莫来石化过程中形成良好的莫来石网络,有两个明显效果：

(1)改善了材料的高温性能,如高温强度和重烧收缩等,提高了材料的档次。

(2)开发了多种矾土基耐火材料,有不同特色的新产品问世,如低蠕变砖、高荷软砖、高热震砖、微膨胀高铝砖及电炉顶、水泥回转窑用的磷酸盐结合高铝砖等。

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