高鋁質(zhì)耐火材料

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1、耐火材料的制備耐火材料分類（按耐火度分）：①普通耐火材料：耐火度為1580-1770℃；②高級(jí)耐火材料：耐火度為1770-2000℃；③特級(jí)耐火材料：耐火度為2000-3000℃；④超級(jí)耐火材料：耐火度為>3000℃。耐火度與原材料的熔點(diǎn)有密切關(guān)系，一般熔點(diǎn)稍高于耐火度。因?yàn)槟突鸲戎饕Q于其中的固相與液相數(shù)量比、液相的黏度和材料的分散度。因此單質(zhì)和化合物的熔點(diǎn)及混合的熔融溫度要超過(guò)1580℃。燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化①磚坯排除殘余水分階段（<200℃）,在燒成過(guò)程中，水分排除階段應(yīng)緩慢升溫，以防止由于升溫過(guò)快，水分急劇蒸發(fā)，而造成開裂。②分解氧化階段（200

2、-1000℃），粘土排除結(jié)合水，硅磚中Ca(OH)2分解，石英晶型轉(zhuǎn)變，碳酸鹽或硫酸鹽分解，有機(jī)物的氧化燃燒等。③液相形成和耐火相合成階段（1000℃），隨著溫度升高，液相生成量增加，黏度降低，耐火礦物相開始形成，并溶解在液相中，而后又結(jié)晶出來(lái)。顆粒在液相表面張力作用下進(jìn)一步靠攏，而使坯體致密，體積收縮，強(qiáng)度增大，氣孔率降低。④燒結(jié)階段（最高溫度，保溫階段），坯體中各種反應(yīng)趨于完全、充分，液相數(shù)量繼續(xù)增加，結(jié)晶進(jìn)一步進(jìn)行。⑤冷卻階段，發(fā)生耐火礦物相析晶，某些晶型的轉(zhuǎn)化，玻璃相的固化等過(guò)程。高鋁制品在理論上，Al2O3含量大于46%的硅酸鋁質(zhì)耐火材料稱為高鋁耐火

3、材料。我國(guó)規(guī)定高鋁耐火材料Al2O3含量大于48%。天然高鋁礬土熟料+結(jié)合粘土細(xì)粉的細(xì)度越高，促進(jìn)燒結(jié)作用越顯著。高鋁磚的顆粒配比，一般采用3mm或5mm的臨界顆粒，粗顆粒50-60%，中顆粒10-15%，細(xì)粉35-40%。臨界顆粒大些，對(duì)提高抗熱震性、顆粒緊密堆積有利，但易出現(xiàn)顆粒偏析，表面結(jié)構(gòu)粗糙，邊角、棱松散。（抗熱震性——抵抗溫度急劇變化和受熱不均的能力。）燒成：200℃以下，坯體內(nèi)殘余水分的排除；200-1250℃，結(jié)合粘土中的高嶺石脫水分解，形成莫來(lái)石和游離SiO2；1250℃以上，熟料中的α-Al2O3與游離SiO2結(jié)合生成二次莫來(lái)石，并伴隨體積

4、膨脹。（注：生成的物相密度不同。）我國(guó)高鋁礬土大都是水鋁石-高嶺石型。在煅燒時(shí)的變化：1、400-1200℃為分解階段400-650℃：α-Al2O3H2O→α-Al2O3+H2O↑水鋁石剛玉假相（高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)閯傆瘢〢l2O32SiO22H2O→Al2O32SiO2+2H2O↑偏高嶺石950℃以上：3(Al2O32SiO2)→3Al2O32SiO2+4SiO2偏高嶺石莫來(lái)石非晶質(zhì)SiO2，高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?、二次莫來(lái)石化階段：3α-Al2O3+2SiO2→3Al2O32SiO2二次莫來(lái)石該階段一般開始于1200℃，1400-1500℃時(shí)反應(yīng)完成。這個(gè)反應(yīng)是高

5、嶺石形成莫來(lái)石（一次莫來(lái)石）時(shí)析出來(lái)的二氧化硅和剛玉反應(yīng)而生成的莫來(lái)石，稱為二次莫來(lái)石，同時(shí)有10%左右的體積膨脹。一般來(lái)說(shuō)，二次莫來(lái)石量少時(shí)，則反應(yīng)溫度偏低。3、重結(jié)晶燒結(jié)階段：溫度在1400-1500℃以上。礬土中的二次莫來(lái)石化已經(jīng)完成，進(jìn)入重結(jié)晶階段，莫來(lái)石和剛玉晶體發(fā)育長(zhǎng)大，氣孔收縮和消失，料塊逐漸趨于致密化達(dá)到燒結(jié)。Ⅱ等礬土在燒結(jié)過(guò)程中，產(chǎn)生較大的體積膨脹，其主要原因是：a)形成莫來(lái)石時(shí)，由于比重變化（生成比重小的莫來(lái)石），而引起物料本身的體積增大，二次莫來(lái)石數(shù)量越大，則體積的增大值也越大；b)顆粒間發(fā)生二次莫來(lái)石反應(yīng)而相互推開產(chǎn)生空隙，這些空隙很難

6、靠液相來(lái)彌合。礬土中的礦物分布得越不均勻，則這種現(xiàn)象越明顯；c)反應(yīng)時(shí)，在顆粒周圍首先形成莫來(lái)石薄膜，妨礙鋁、硅等離子的進(jìn)一步擴(kuò)散，使反應(yīng)難趨完成。