硅(gui)磚是SiO2含量在93%以上的耐(nai)火材料(liao), 它(ta)是(shi)以石英巖(硅石) 為原(yuan)料, 粉碎(sui)到適宜的粒(li)度組成,然后加入適量的黏結劑(如石灰(hui)乳(ru))和礦化劑(ji)(如鐵粉促進麟石英的生成),經混(hun)合、成(cheng)型、干燥并(bing)按計劃升溫而燒成(cheng)。
(1)硅(gui)磚特性介紹(shao)
①硅(gui)磚的化學成分(fen)隨硅(gui)石(shi)原料的不同而異, 一般情況下SiO 2含量為93%~98%, 其他雜質如SiO2、Fe2O 3和CaO等,其(qi)綜合(he)為2.0%~7.0%。
②硅磚(zhuan)的(de)礦物組(zu)成(cheng),普通硅磚(zhuan)以鱗石(shi)英為主,占30%~70%;高硅質、高密度硅磚以(yi)方石英為主,占20%~80%;殘余(yu)石(shi)英(ying)和非晶體的石(shi)英(ying)玻璃(li)在任何硅(gui)磚中(zhong)均為少(shao)量。
③硅磚的耐(nai)火(huo)度, 主(zhu)要(yao)取決于(yu)SiO 2含(han)量以及(ji)雜質含(han)量和其性質。SiO 2含量越高(gao)雜質含量越少, 其耐火度(du)越接(jie)近于SiO 2的(de)熔點:反之耐火(huo)度(du)就越低, 硅磚的(de)耐火(huo)度(du)一般為1690~1730℃。
④硅磚的荷(he)重軟化(hua)溫度比較高(gao),約為(wei)1650℃,是(shi)因為鱗石(shi)英的(de)晶體(ti)網絡結構在硅磚內起骨架(jia)作用。雖有一些雜(za)質熔(rong)點(dian)較低.但由于骨(gu)架有一定的(de)承載能力(li),故(gu)其(qi)荷重軟(ruan)化溫度接近其(qi)耐火度,這是硅磚的(de)顯著特點。
⑤硅(gui)磚的(de)抗渣(zha)性(xing), 硅(gui)磚的(de)主要化(hua)學成分(fen)為典(dian)型的(de)酸性(xing)氧化(hua)物SiO 2, 這就決定了對酸性(xing)爐渣具有(you)很強(qiang)的抵抗(kang)能力。同(tong)時Fe2O 3和(he)CaO與SiO 2能形成(cheng)新的(de)化合物, 所以硅磚對渣中的(de)Fe2O 3和(he)CaO這種偏堿(jian)性的氧化物仍具有一定(ding)的抵抗(kang)能力。
⑥硅磚真(zhen)密度的大小(xiao)反映出(chu)硅磚中石英轉化的程度,從而可(ke)以(yi)判(pan)斷(duan)出(chu)礦(kuang)物組成(cheng)。真(zhen)密度越(yue)小(xiao)越(yue)好,真(zhen)密度小(xiao)說明石英轉化完全,在(zai)實際使(shi)用過(guo)程中產生的殘余膨脹就(jiu)小(xiao)。
⑦硅(gui)磚(zhuan)的(de)氣孔率表示(shi)硅(gui)磚(zhuan)的(de)致密(mi)程(cheng)度(du)。氣孔率越小,結構(gou)越致密(mi)。硅(gui)磚(zhuan)的(de)顯氣孔率一般為21%~25%。氣孔率的大小,除原料外主要取決于其工藝條件。
⑧硅(gui)(gui)磚的殘(can)(can)余(yu)(yu)膨(peng)(peng)(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)是指硅(gui)(gui)磚經再(zai)次煅燒(shao)后發生的不可逆體積膨(peng)(peng)(peng)(peng)脹(zhang)(zhang),稱(cheng)為硅(gui)(gui)磚的殘(can)(can)余(yu)(yu)膨(peng)(peng)(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)。其原因是由于硅(gui)(gui)磚中尚有未轉化的石英或稱(cheng)殘(can)(can)余(yu)(yu)石英繼續轉化所致。硅(gui)(gui)磚的殘(can)(can)余(yu)(yu)膨(peng)(peng)(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)越(yue)小越(yue)好,否則在窯爐上使用時,會因其膨(peng)(peng)(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)過大而引起窯爐結(jie)構的破壞,甚至造成事故。真(zhen)密度(du)小的硅(gui)(gui)磚,殘(can)(can)余(yu)(yu)膨(peng)(peng)(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)一定小。硅(gui)(gui)磚殘(can)(can)余(yu)(yu)膨(peng)(peng)(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)的大小主要取決于燒(shao)成條件(jian).當硅磚燒至1450℃并保溫時,殘余膨脹一般為0.3%~0.8%.
⑨硅磚(zhuan)(zhuan)的(de)(de)常溫(wen)耐壓強(qiang)度,主要用來確定硅磚(zhuan)(zhuan)組織結構(gou)的(de)(de)優劣。常溫(wen)耐壓強(qiang)度的(de)(de)大小,常與氣孔率、真密度有密切(qie)關(guan)系。同時還(huan)取決(jue)于(yu)原料性質、工藝條件等。硅磚(zhuan)(zhuan)的(de)(de)常溫(wen)耐壓強(qiang)度一般為19.6~29.4MPa。
(2)硅磚(zhuan)的理化指標
由(you)于硅(gui)磚具有(you)以(yi)上(shang)特點(dian),采用硅(gui)磚砌筑焦爐(lu)(lu),可(ke)以(yi)提(ti)高燃燒室(shi)溫度,縮短結(jie)焦時(shi)間,增加(jia)焦爐(lu)(lu)生(sheng)產(chan)能(neng)力,延長焦爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)齡,因此(ci)現代大(da)容(rong)積焦爐(lu)(lu)主要是用硅(gui)磚砌筑。中(zhong)國冶標(YB/T5013-2005)規(gui)定的理化指(zhi)標(biao)見表1。
表1中國冶標規定的理化指標
表2國內某廠7.63m焦爐用硅磚的性能指標
國外某些工廠對砌筑焦爐用硅磚的性能要求見表3和表4。
表4砌筑焦爐使用的硅質(zhi)材料的性(xing)能(neng)