01. 前言概述
藍晶石是一種高鋁礦物原料,在高溫下分解產(chǎn)生莫來石和SiO2,同時伴隨明顯的體積膨脹,而高溫膨脹是其他高鋁原料所沒有的特性,故常常將藍晶石作為原料添加到制品中,利用其膨脹效應(yīng)抵消某些基體材料的收縮或者制品的燒成收縮,使制品具有高溫體積相對穩(wěn)定,抗熱震性好和抗蠕變性能好等特點,進而提高制品的高溫使用性能,延長制品的使用壽命。
高鋁磚是一種w(Al2O3)≥48%的中性耐火材料,是由礬土或其他氧化鋁含量較高的原料經(jīng)成型和煅燒而成,特點是耐火度高,多在1770℃以上以及抗渣性較好。高鋁磚多用于煉鋼電爐、玻璃熔爐和水泥回轉(zhuǎn)爐等工業(yè)窯爐的襯里。
02. 微膨脹高鋁磚 隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展,對低碳鋼、純凈鋼、不銹鋼和超低碳鋼等鋼種中碳含量的要求越來越高,因此對鋼包用含碳耐火材料的低碳化及無碳化的研究已成為熱點。而目前使用的高鋁磚存在體積穩(wěn)定性差、收縮率大和抗熱震性差等缺點,在使用過程中造成鋼水侵蝕擴大,當(dāng)鋼包間歇作業(yè)時,高鋁磚經(jīng)受熱循環(huán)作用后,產(chǎn)生剝落。對此,孫華云等以礬土、合成莫來石、葉蠟石、藍晶石、紅柱石、剛玉細(xì)粉和軟質(zhì)黏土為原料,以紙漿廢液為結(jié)合劑,研制出不含碳的新型鋼包襯磚———微膨脹高鋁磚。 結(jié)果表明:藍晶石的引入,在1300℃下發(fā)生莫來石化反應(yīng),產(chǎn)生體積膨脹,抵消了黏土的收縮,保證了制品的體積穩(wěn)定性。研制的該微膨脹高鋁磚在實際使用過程中,由于產(chǎn)生微膨脹,從而對磚縫進行擠壓,使整個鋼包內(nèi)襯具有非常好的整體性,提高了高鋁磚的抗渣侵蝕性,延長了鋼包的使用壽命。此外,該高鋁磚還具有高荷重軟化點、抗剝落、耐沖刷、抗熱震性好和無污染等特點。研制的這種微膨脹高鋁磚已成功應(yīng)用于鋼包及混鐵車工作層、永久層、電爐頂以及水泥窯等,使用效果良好。
03. 輕質(zhì)高鋁磚 目前,大多數(shù)輕質(zhì)保溫隔熱材料都只能滿足在1400℃以下使用,而且僅僅起到隔熱的作用,因此開發(fā)一種使用溫度高,體積密度小,隔熱性能好,并且能直接與火焰接觸同時能滿足金屬、非金屬及其制品的高溫?zé)崽幚砉に囈蟮妮p質(zhì)隔熱材料具有重要意義。因此很多科技工作者都致力于研究高溫(1750℃~1800℃)下使用的輕質(zhì)隔熱材料,其中輕質(zhì)高鋁磚由于具有良好的耐高溫性能,隔熱節(jié)能效果好,并且我國具有豐富的鋁土礦資源,因此輕質(zhì)高鋁隔熱磚有很大的發(fā)展前景。 曹志明以礬土、莫來石、黏土、藍晶石和α-Al2O3粉為原料,以木屑和聚苯乙烯球為造孔劑,制備出輕質(zhì)高鋁磚。結(jié)果表明:藍晶石的加入并不影響輕質(zhì)高鋁磚的體積密度和氣孔率。藍晶石對于輕質(zhì)高鋁磚來說是很好的膨脹劑,在高溫下因轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎a(chǎn)生的體積膨脹抵消了因造孔劑燒失與磚內(nèi)組織燒結(jié)引起的燒后收縮。制備輕質(zhì)高鋁磚的最佳燒成制度為:1450℃×5h,制備出的輕質(zhì)高鋁磚的性能參數(shù)為:體積密度1.1g/cm3,熱導(dǎo)率0.33W/(m·k),重?zé)€變化小于2%,常溫耐壓強度可達4.73MPa。
04. 不燒高鋁磚 不燒磚是一種磚坯無需燒成而能直接砌筑使用的定形耐火材料。不燒磚的生產(chǎn)工藝比較簡單,是用不同材質(zhì)的耐火原料,經(jīng)過合理的粒度級配,再以結(jié)合力強的有機或無機膠結(jié)劑結(jié)合而成。不燒磚的主要優(yōu)點是抗熱震性較好,缺點是高溫強度低于燒成磚,不能用于承重部位。 劉沛建等以Ⅰ級高鋁礬土熟料和藍晶石為原料,并選用性能好的結(jié)合劑,研制出不燒高鋁質(zhì)電爐頂磚。該不燒高鋁磚經(jīng)高噸位壓機成型、烘干后,無需燒結(jié)便可使用,具有荷重軟化溫度高,耐渣液侵蝕,抗損壞剝落,抗熱震性好等特點。結(jié)果表明:通過加入適量的藍晶石,改善了不燒高鋁質(zhì)電爐頂磚的體積穩(wěn)定性和抗渣液侵蝕性能。實際使用結(jié)果表明:研制的這種不燒高鋁質(zhì)電爐頂磚,平均使用壽命比燒結(jié)磚提高30%左右,節(jié)約了70%左右的能源,取得了較好的應(yīng)用效果,產(chǎn)品已通過省級鑒定。















