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以1級礬土熟(shu)料(liao)和(he)(he)電熔白(bai)剛玉粉為原料(liao)，配(pei)入適量(liang)膨脹劑，經成型(xing)和(he)(he)800℃熱處理(li)，可制(zhi)得熱震穩定性較好的高(gao)鋁(lv)磚(zhuan)。以(yi)Ⅰ級(ji)礬土熟料和電熔白剛玉粉(fen)為原(yuan)料，配入適量膨脹(zhang)劑(ji)，經成型(xing)和800℃熱處理，可制得熱震穩定性較(jiao)好的高(gao)鋁磚。

為(wei)了降低高鋁磚的(de)氣(qi)孔率，從原料(liao)的(de)選(xuan)用(yong)、配料(liao)、混合(he)直(zhi)至成型、燒(shao)成各工序都要采取相應的(de)措施。

選用的一級高鋁礬土(tu)熟(shu)料的吸水率以小于5%為宜，二級高鋁料吸水(shui)率以小于7%為宜。把(ba)含水量小(xiao)于4%的(de)軟質粘(zhan)土和(he)鋁(lv)礬土熟(shu)料混合細磨。用這種混合細磨粉(fen)配料，可降(jiang)低磚坯氣(qi)孔率(lv)。

配(pei)料時的顆粒級配(pei)，粗中細(xi)之比為4:2:4為宜，最大顆粒(li)應不超過5mm。混料時的加料順序如(ru)下：先(xian)加入粗(cu)顆粒，再加入亞(ya)硫酸紙(zhi)漿廢液后預混3min，再加(jia)入高鋁細(xi)粉進(jin)行混合。

燒成(cheng)工(gong)藝引(yin)起的缺陷

一般情況下，經過燒成后高鋁磚中幾(ji)乎(hu)所有(you)的問題都會暴露出來，產生形形色色的缺陷。其中，主要(yao)的缺陷有(you)欠燒、過燒、破損、污染、黑心、扭曲、裂紋等。

1、欠燒

欠燒(shao)(shao)是由于燒(shao)(shao)成(cheng)溫度不夠(gou)，或保溫時(shi)間不足，或漏入冷風引起的(de)問題。一般情(qing)況下，欠燒(shao)(shao)高鋁磚的(de)機(ji)械強度低(di)、結合松散、敲擊(ji)時(shi)聲音低(di)沉、搬運時(shi)容(rong)易破損，高溫性(xing)能(neng)和抗侵蝕性(xing)能(neng)差。

2、過燒

過(guo)(guo)(guo)燒是燒成溫度(du)過(guo)(guo)(guo)高，或保溫時間過(guo)(guo)(guo)長(chang)，或火焰(yan)直接(jie)接(jie)觸磚(zhuan)面(mian)引(yin)起(qi)的(de)問題。一般情況下，過(guo)(guo)(guo)燒高鋁磚(zhuan)的(de)機(ji)械強度(du)高、顯氣孔率(lv)低(di)、尺寸(cun)收縮多、磚(zhuan)體變形大(da)、結(jie)合(he)過(guo)(guo)(guo)于緊(jin)密、瓷(ci)化(hua)嚴重、敲(qiao)擊時當當作(zuo)響(xiang)、抗熱震性能(neng)很差。不過(guo)(guo)(guo)，當原料含有(you)較高Fe?O?、TiO?等過(guo)渡性金屬氧(yang)化物雜質(zhi)時，過(guo)燒也可能使高鋁磚(zhuan)發(fa)泡，出現密度降低(di)、顯氣孔(kong)率增(zeng)大(da)、體(ti)積膨脹增(zeng)大(da)的(de)現象。

3、破損

破損是(shi)燒后出(chu)現缺(que)棱、掉角、落粒等缺(que)陷。其原因可能是(shi)基質(zhi)數量(liang)偏少、結合劑強度不足、搬(ban)運時(shi)受力過猛、混練不勻、顆(ke)粒偏析、成(cheng)型(xing)壓(ya)力不夠或燒成(cheng)溫度偏低(di)等。

4、污染(ran)

污染指熔(rong)(rong)洞(dong)、鐵(tie)斑等缺陷。熔(rong)(rong)洞(dong)的成因(yin)可能是(shi)煤渣、雜(za)物(wu)等低熔(rong)(rong)物(wu)混(hun)(hun)入制(zhi)(zhi)磚料，燒(shao)(shao)成時使高(gao)鋁磚熔(rong)(rong)融所致。鐵(tie)斑是(shi)制(zhi)(zhi)造時鐵(tie)質(zhi)物(wu)質(zhi)混(hun)(hun)入原(yuan)料，燒(shao)(shao)成時鐵(tie)質(zhi)物(wu)質(zhi)氧化擴散(san)所致暗色斑塊。其原(yuan)因(yin)可能是(shi)在(zai)破碎、粉磨時鐵(tie)質(zhi)物(wu)質(zhi)混(hun)(hun)入耐火原(yuan)料。

5、黑心(xin)

黑心是燒(shao)后(hou)耐火制品(pin)中心帶有黑色而呈現出的(de)缺陷(xian)。黑心的(de)成因可(ke)能是制品(pin)內部的(de)有機(ji)物(wu)被(bei)(bei)氧化(hua)前(qian)，其表面(mian)就被(bei)(bei)產生的(de)玻璃相密封而致。也(ye)可(ke)能是制品(pin)在還原氣氛(fen)下燒(shao)成，冷卻時受(shou)氧化(hua)性氣氛(fen)影響所(suo)致。一(yi)般情況下，黑心制品(pin)的(de)抗侵蝕性不佳。

6、扭曲

扭(niu)曲(qu)是高(gao)鋁磚制品在高(gao)溫(wen)下受壓產(chan)生的變(bian)形，其標志是高(gao)鋁磚底面(mian)的各(ge)棱不在同一平面(mian)上。如果(guo)成型、裝(zhuang)窯、燒成不當(dang)，都(dou)可(ke)能導致高(gao)鋁磚扭(niu)曲(qu)。

7、裂(lie)紋

裂紋(wen)指燒后(hou)耐(nai)火制品具有的(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)裂紋(wen)，包括表面的(de)(de)(de)、內部的(de)(de)(de)、顯見的(de)(de)(de)、隱蔽的(de)(de)(de)裂紋(wen)。高鋁磚裂紋(wen)的(de)(de)(de)成因各(ge)不(bu)相同(tong)，如成型不(bu)當可能出現層裂;干燥、燒成過程中收縮、膨脹過大(da)，或收縮、膨脹不均都會(hui)引起裂(lie)紋(wen);燒(shao)成中磚坯受熱、冷(leng)卻(que)不均(jun)，出現不一致的燒(shao)成線變(bian)化(hua)或承受過大(da)熱應力也(ye)會引起開裂。

裂紋(wen)產(chan)生的原(yuan)因則(ze)一般有以下幾種：

(1)原(yuan)料原(yuan)因;

改(gai)善措施：高鋁磚的主(zhu)要礦(kuang)物相組成為(wei)莫(mo)來(lai)石、剛玉(yu)和玻璃相。隨著(zhu)制品(pin)中Al?O?含量(liang)的(de)增加，莫(mo)來石和剛玉相(xiang)的(de)數量(liang)也增加，玻璃相(xiang)相(xiang)應減少，制(zhi)品(pin)的(de)耐火(huo)度(du)和高(gao)(gao)溫(wen)性能隨之(zhi)提高(gao)(gao)。實際生產高(gao)(gao)鋁磚(zhuan)時，要(yao)注意所用的(de)高(gao)(gao)鋁礬(fan)土(tu)熟(shu)料的(de)雜質含量(liang)進行控制(zhi)，按(an)照YB/T5179-2005(高鋁礬(fan)土熟料)的要求，K?O和NaO含量<0.35%~0.6%，盡量采用雜(za)質含量低和(he)燒結程度好的(de)原料進行(xing)生產。

(2)泥料(liao)原因

泥(ni)料(liao)(liao)中(zhong)的(de)臨界顆(ke)粒尺寸、細粉加入量(liang)、泥(ni)料(liao)(liao)的(de)混合質量(liang)都會影響高鋁磚半(ban)成(cheng)品(pin)產生(sheng)(sheng)裂(lie)紋(wen)。如(ru)基質料(liao)(liao)一般(ban)由(you)細粉組成(cheng)，燒成(cheng)過(guo)程中(zhong)產生(sheng)(sheng)收縮，而(er)顆(ke)粒一般(ban)是(shi)產生(sheng)(sheng)膨脹，兩者之間產生(sheng)(sheng)較大(da)的(de)變(bian)形差而(er)引起(qi)內(nei)應力，從(cong)而(er)使制(zhi)品(pin)產生(sheng)(sheng)裂(lie)紋(wen)。

(3)成(cheng)(cheng)型(xing)原因。包(bao)含磚(zhuan)型(xing)的(de)(de)(de)原因、成(cheng)(cheng)型(xing)模(mo)具設計不(bu)合理、布料(liao)不(bu)均勻的(de)(de)(de)原因、成(cheng)(cheng)型(xing)操作和成(cheng)(cheng)型(xing)壓力的(de)(de)(de)原因

(4)燒成原因(yin)

高鋁磚的(de)(de)燒(shao)結(jie)是液(ye)相(xiang)燒(shao)結(jie)，液(ye)相(xiang)的(de)(de)形成(cheng)溫度(du)和液(ye)相(xiang)量，燒(shao)成(cheng)時(shi)的(de)(de)升溫速度(du)、氣氛(fen)條件、坯體在燒(shao)成(cheng)過程中(zhong)產生的(de)(de)收縮(suo)(suo)以及二次(ci)莫(mo)來石(shi)化合剛玉(yu)再(zai)結(jie)晶作用(yong)會導致不一致收縮(suo)(suo)，使制(zhi)品表面(mian)產生裂(lie)紋(wen)。

一般有(you)預(yu)熱帶(dai)(dai)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)、燒成(cheng)帶(dai)(dai)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)、冷卻帶(dai)(dai)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)。高(gao)鋁磚(zhuan)(zhuan)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)原因(yin)是多方面的(de)(de)，可是有(you)一種(zhong)或者幾種(zhong)因(yin)素共同作用(yong)，但從實質上來分(fen)析，主(zhu)要(yao)由于(yu)應(ying)力(li)(li)的(de)(de)作用(yong)超過(guo)高(gao)鋁磚(zhuan)(zhuan)本(ben)身承受的(de)(de)應(ying)力(li)(li)才導致裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)發生(sheng)(sheng)。實際生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程(cheng)中由于(yu)制品(pin)物理化學變化而產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)微裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)有(you)時對(dui)制品(pin)提高(gao)抗熱震性能是有(you)益的(de)(de)，就(jiu)要(yao)根據造(zao)成(cheng)高(gao)鋁磚(zhuan)(zhuan)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)各種(zhong)因(yin)素來進行分(fen)析，作出(chu)改善提高(gao)制品(pin)的(de)(de)成(cheng)品(pin)合(he)格率。

高鋁磚(zhuan)的應(ying)用(yong)

高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)磚(zhuan)主(zhu)要(yao)分為普通高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)磚(zhuan)和改(gai)性(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)磚(zhuan)。普通高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)磚(zhuan)是指常(chang)用(yong)的標準(zhun)燒成磚(zhuan)，而改(gai)性(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)磚(zhuan)主(zhu)要(yao)是指：高(gao)(gao)(gao)(gao)荷軟高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)磚(zhuan)、微(wei)膨脹高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)磚(zhuan)、低(di)蠕變高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)磚(zhuan)和磷酸(suan)鹽(yan)結合高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)磚(zhuan)四種(zhong)。  ;       

一、普(pu)通高鋁磚。

高鋁磚的主要(yao)礦物(wu)組成為莫(mo)來石、剛(gang)玉和玻璃相。

普通高(gao)鋁磚(zhuan)主要用于砌(qi)筑高(gao)爐、熱風(feng)爐、電爐爐頂、鼓風(feng)爐、反射爐、回轉窯內(nei)襯(chen)。除此之外，高(gao)鋁磚(zhuan)還廣(guang)泛地用于平(ping)爐蓄熱式(shi)格子(zi)磚(zhuan)、澆注(zhu)系統用的塞頭(tou)、水口(kou)磚(zhuan)等。

二(er)、高荷軟高鋁磚。

高荷軟高鋁磚和(he)普通高鋁磚相比，所不(bu)同的是基質(zhi)部(bu)分和(he)結合劑部(bu)分。

(1) 基質部分(fen)除添加三石精礦外，按照燒后化學組成(cheng)接近莫來石的(de)理(li)論組成(cheng)，合(he)理(li)引(yin)入高鋁(lv)物料(磨細的高鋁礬土(tu)、工業氧化鋁或a-Al2O3 微(wei)粉、剛玉粉、高鋁剛玉粉)。

(2) 結合(he)劑(ji)(ji)(ji)選擇優質球黏土(tu)等，視品種不同采用黏土(tu)復合(he)結合(he)劑(ji)(ji)(ji)，或莫來石質結合(he)劑(ji)(ji)(ji)。      

通過采用以上(shang)辦法，使高鋁磚的荷重軟化溫度提高50-70℃。

三、微膨(peng)脹高鋁磚(zhuan)

微(wei)膨脹高鋁(lv)(lv)磚(zhuan)是以高鋁(lv)(lv)礬土(tu)為主體原料，添加三石(shi)精礦，按(an)照(zhao)高鋁(lv)(lv)磚(zhuan)生產工藝流程制成(cheng)。為使(shi)高鋁(lv)(lv)磚(zhuan)在使(shi)用(yong)過程中適量膨脹，關鍵選(xuan)擇好三石(shi)礦物(wu)和(he)其粒度(du)(du)，控制好燒(shao)成(cheng)溫度(du)(du)，使(shi)所選(xuan)的石(shi)礦物(wu)部分(fen)莫來(lai)石(shi)化，殘留(liu)部分(fen)三石(shi)礦物(wu)。殘留(liu)的三石(shi)礦物(wu)在使(shi)用(yong)過程中進一步莫來(lai)石(shi)化( 一(yi)次或(huo)二(er)次莫來石化)，伴著膨(peng)(peng)脹反應(ying)。選擇(ze)的三(san)石(shi)(shi)礦物(wu)以復合材料為好。因三(san)石(shi)(shi)礦物(wu)的分(fen)解溫度(du)各(ge)不相同(tong)。莫來石(shi)(shi)化(hua)產生的膨(peng)(peng)脹也各(ge)有(you)差異(yi)，利(li)用此特征，高鋁磚因工作溫度(du)不同(tong)而有(you)相應(ying)的膨(peng)(peng)脹效(xiao)應(ying)，擠(ji)緊(jin)磚縫，提高磚的整(zheng)體(ti)密(mi)實性，從而提高了(le)磚的抗熔渣(zha)滲透能力。

四、低蠕變(bian)高鋁磚

我國長(chang)(chang)期在熱風(feng)爐(lu)使用(yong)(yong)的(de)(de)黏土磚(zhuan)、高(gao)(gao)(gao)鋁磚(zhuan)的(de)(de)考核指(zhi)標(biao)中，主(zhu)要(yao)是荷重軟化(hua)溫度(du)，未提(ti)出蝶變(bian)率的(de)(de)指(zhi)標(biao)要(yao)求(qiu)(qiu)。經過(guo)長(chang)(chang)年(nian)使用(yong)(yong)，出現了(le)磚(zhuan)的(de)(de)變(bian)形(xing)、開裂、下沉等問(wen)題(ti)，如果熱風(feng)爐(lu)風(feng)溫提(ti)高(gao)(gao)(gao)，此(ci)類問(wen)題(ti)更(geng)加突出。隨著煉鐵高(gao)(gao)(gao)爐(lu)大容積、高(gao)(gao)(gao)風(feng)溫技術及(ji)長(chang)(chang)壽(shou)(shou)化(hua)的(de)(de)發展，對熱風(feng)爐(lu)用(yong)(yong)耐火材(cai)料提(ti)出了(le)更(geng)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)，要(yao)求(qiu)(qiu)材(cai)料能承受長(chang)(chang)期熱應力(li)和高(gao)(gao)(gao)風(feng)溫等的(de)(de)作用(yong)(yong)而不易損壞。因(yin)此(ci)要(yao)求(qiu)(qiu)熱風(feng)爐(lu)用(yong)(yong)高(gao)(gao)(gao)鋁磚(zhuan)具有低的(de)(de)蠕(ru)變(bian)率。這對熱風(feng)爐(lu)的(de)(de)長(chang)(chang)壽(shou)(shou)起著重要(yao)作用(yong)(yong)。低蠕(ru)變(bian)高(gao)(gao)(gao)鋁磚(zhuan)的(de)(de)理化(hua)指(zhi)標(biao)如下：

為了(le)解決(jue)高(gao)鋁(lv)磚的抗(kang)蠕(ru)變性，采用(yong)添加有(you)益礦(kuang)物的辦法，利(li)用(yong)所(suo)謂的未平(ping)衡反(fan)應來(lai)解決(jue)、當蠕(ru)變溫度為1550℃、1500℃ 時添加物為石(shi)英(ying)、三石(shi)礦(kuang)物;蠕變溫度(du)為1450℃ 、1400℃、1350℃時，添加物為三石礦物，相應引(yin)入剛玉、a-Al2O3等;蠕變(bian)溫度為1300℃、1270℃、1250℃ 時，添加物為(wei)三石(shi)礦(kuang)物。其中，三石(shi)礦(kuang)物、活性(xing)氧化鋁等(deng)主(zhu)要以基質(zhi)形式加入，基質(zhi)的(de)完全或(huo)近(jin)于(yu)完全莫來(lai)石(shi)化是關鍵(jian)。因為(wei)基質(zhi)的(de)莫來(lai)石(shi)化，必將提高材料的(de)莫來(lai)石(shi)含(han)量，降(jiang)低玻璃相含(han)量，而莫來(lai)石(shi)優(you)異的(de)力學、熱學性(xing)能有(you)利于(yu)材料高溫性(xing)能的(de)改善或(huo)提高。

經(jing)研究(jiu)表明，在高鋁磚的生(sheng)產中，加入15%-35%的(de)硅(gui)線石(shi)精礦，可制得蠕變溫變為1400-1450℃的高(gao)爐熱風爐用(yong)高(gao)荷軟、低蠕變高(gao)鋁磚。對(dui)于(yu)蠕變溫度為1500~-1550℃的(de)(de)低蠕變高鋁磚(zhuan)，除添加適(shi)量的(de)(de)硅線石外，還需加入一(yi)定量的(de)(de)莫來(lai)石;或采(cai)用部(bu)分電熔剛玉和硅石原料。

五、磷(lin)酸(suan)鹽(yan)結合高鋁磚

磷酸鹽(yan)結合(he)高鋁(lv)磚是(shi)以致密(mi)的特級(ji)或一級(ji)高鋁(lv)礬土熟料為主要原料，磷酸溶液或磷酸鋁(lv)溶液為結合(he)劑，經(jing)半(ban)干(gan)法(fa)機成型后，于400-600℃熱處理而制(zhi)成的(de)化(hua)(hua)學結合耐火制(zhi)品(pin)。它屬于免燒(shao)磚，為避免在高(gao)溫(wen)使用(yong)過(guo)程中制(zhi)品(pin)收縮較大，配料中需要引入(ru)加(jia)熱膨脹性(xing)原(yuan)料，如藍晶石、硅線(xian)石、葉蠟石、硅石等。與(yu)陶瓷結合的(de)燒(shao)成高(gao)鋁(lv)相比，其抗剝(bo)落性(xing)更好，但其荷(he)重軟化(hua)(hua)溫(wen)度較低，抗侵蝕性(xing)較差，因此(ci)需加(jia)入(ru)少量的(de)電(dian)熔剛玉莫來石等，以(yi)強化(hua)(hua)基質。磷(lin)酸鹽結合高(gao)鋁(lv)磚適用(yong)于水泥窯、電(dian)爐頂和鋼(gang)包等。