低蠕變高鋁磚的研制以入工合成M45莫來(lái)石為主原料，基質(zhì)中添加莫來(lái)M75細(xì)粉.合理選用“三石”原料，以耐火土作結(jié)合劑，科學(xué)設(shè)計(jì)組分，研制開(kāi)發(fā)1100℃水冷條件下，熱震穩(wěn)定性大于55次(僅出現(xiàn)微細(xì)網(wǎng)狀紋)，1350℃*0.2MPa、20~50h蠕變罕＜0.2％約高熱震低蠕變
高鋁磚。
隨著現(xiàn)代冶煉技術(shù)的發(fā)展，熱風(fēng)爐普遍采用了高風(fēng)溫技術(shù)，而且要求熱風(fēng)爐的使用壽命更長(zhǎng)：因此對(duì)熱風(fēng)爐用耐火材料的綜合性能提出了更高的要求。熱風(fēng)爐用耐火材料的損毀通常是由熱應(yīng)力、化學(xué)侵蝕、機(jī)械載荷作用引起的。入們普通認(rèn)為熱風(fēng)爐損毀的一個(gè)重要原因就是耐材的抗高溫蠕變性能差，導(dǎo)致?tīng)t襯材料的塌陷、變形和裂紋，因此引起了入們對(duì)熱風(fēng)爐用低蠕變磚的普遍關(guān)注。最近幾年，入們對(duì)熱風(fēng)爐的損毀又有了更深刻的認(rèn)識(shí)，由于爐襯材料受到冷熱交替變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力的反復(fù)作用，引起砌體的裂紋、開(kāi)裂和剝落，導(dǎo)致熱風(fēng)爐的損毀，材料的抗熱展穩(wěn)定性己越來(lái)越引起入們的關(guān)注，認(rèn)為材料的抗熱震穩(wěn)定性是宣接影響熱風(fēng)爐壽命的又一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此，我們研制開(kāi)發(fā)了高熱震低蠕變熱風(fēng)爐用高鋁磚，以滿足鋼鐵企業(yè)的需要。
選用入工合成M45莫來(lái)石作主原料，M45料為低鋁莫來(lái)石合成料，其主晶相為莫來(lái)石，由于其氣率低(一般為2％)，結(jié)構(gòu)非常致密，而且Fe2O3、TiO2雜質(zhì)含量低，具有良好的高溫體積穩(wěn)定性、抗沖刷性；為進(jìn)一步提高材料的熱震穩(wěn)定性和抗蠕變性能，基質(zhì)中添加M5莫來(lái)石細(xì)粉，并合理選用了“三石”原料，用耐火土作結(jié)合劑，以強(qiáng)化基質(zhì)性能和促進(jìn)晶相形成改善顯微結(jié)構(gòu)。
以M45莫來(lái)石作骨料，“三石”選作中間穎粒，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的磁選處理，基質(zhì)中除用部分低雜質(zhì)的外，還添加了M75莫來(lái)石細(xì)粉，以耐火土作結(jié)合劑；采用上述原料科學(xué)配伍，合理設(shè)計(jì)組分，按照顧粒緊密堆積原理，合理調(diào)整粒度組成；為均化基質(zhì).細(xì)粉部分采取了預(yù)混合工藝，嚴(yán)格按照先加顆粒料，再加結(jié)合劑紙漿，最后加入混合粉的加料順序進(jìn)行混練；在630t摩擦壓磚機(jī)上成形，控制濕坯體積密度＞2.55g／cm3，采用隧道干燥器進(jìn)行干燥，干燥后的殘余水分＜1.0％；在隧道窯弱氧化性氣氛中燒成，燒成溫度1420℃，保溫10h。
M45是低鋁莫來(lái)石料，其主晶相為莫來(lái)石，由于氣孔率極低(顯氣孔率1.6％)，結(jié)構(gòu)非常致密，具有針狀的莫來(lái)石結(jié)構(gòu).因此用作骨料起到很好的骨架作用；基質(zhì)中引用了部分M45，由于Fe2O3、TiO2雜質(zhì)含量很低，在一定程度上純化了基質(zhì)，高溫下出現(xiàn)的液相熟度大，不易于潤(rùn)濕主晶相，有利于提高蠕變性能。
添加“三石”的目的就是利用其在高溫下的相變轉(zhuǎn)化改善制品的組織結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu).并利用復(fù)相改性及微裂紋增韌機(jī)理，提高高鋁磚的蠕變性能和熱震性能。其作用分析如下：
1、由于“三石”在高溫下發(fā)生莫來(lái)石化反應(yīng)引起體積膨脹，其結(jié)晶在整個(gè)顆粒上進(jìn)行、制磚燒成過(guò)程中，“三石”的相交轉(zhuǎn)化引起在其顆粒周圍產(chǎn)生很多微小裂紋，微裂紋的存在提高了材料的熱層穩(wěn)定性.觀察1100℃水冷55次后的試樣，僅出現(xiàn)微小的網(wǎng)狀紋，三塊試樣無(wú)一掉塊，足可以說(shuō)明“三石”的作用。
2、“三石”不可逆的轉(zhuǎn)化為莫來(lái)石，增加了制品有益的礦物相含量，改善了制品的組織結(jié)構(gòu)，相變后形成的莫來(lái)石其結(jié)晶方向平行于原晶相品面，保持了原有的排列方式，在高溫荷載下，能夠有效的抑制品界滑移，有利于提高制品的蠕變性能。
3、“三石”在燒結(jié)過(guò)程中，部分已進(jìn)行了轉(zhuǎn)化，未轉(zhuǎn)化的“三石”在高溫作用下，還可持續(xù)發(fā)生一次和二次莫來(lái)石化反應(yīng)，引起持續(xù)的膨脹效應(yīng)，能夠補(bǔ)償在高溫荷載下的壓縮量，進(jìn)一步提高了制品的蠕變性能。
M75細(xì)粉的引入為莫來(lái)石網(wǎng)絡(luò)的形成起到了晶核作用促進(jìn)了燒結(jié)。M75富余的Al2O3與“三石”莫來(lái)石化富余的SiO2形成二次莫來(lái)石確保了制品莫來(lái)石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的完善，促進(jìn)了晶體發(fā)育、長(zhǎng)大和制品的燒結(jié)，提高了材料的力學(xué)性能，有利于材料的高溫蠕變性能和熱展穩(wěn)定性的提高。
以低雜質(zhì)的M45合成莫來(lái)石為主原料，利用“三石”和M755細(xì)粉的綜合特性，通過(guò)強(qiáng)化基質(zhì)性能，改善制品組織結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)，并利用復(fù)相改性和微裂紋增韌機(jī)理可以研制出高熱震低蠕變熱風(fēng)爐用耐火材料。
低蠕變高鋁磚產(chǎn)品特點(diǎn)：
該系列產(chǎn)品以特級(jí)鋁礬土熟料為主要原料,輔以特殊添加劑,經(jīng)高壓成型,高溫?zé)?具有蓄熱能力大,蠕變率小等優(yōu)點(diǎn),適用于中小型高爐的配套熱風(fēng)爐。高爐,熱風(fēng)爐用低蠕變高鋁磚用于高爐出鐵溝用澆注料系采用AI2O3-SiC-C系列,它具有抗侵蝕,抗沖刷,高熱穩(wěn)定性的優(yōu)良特點(diǎn),可適用于高爐主溝鐵水線,渣線,擺動(dòng)流咀,殘鐵罐,主溝蓋頂部,主溝蓋兩側(cè),鐵溝,渣溝等部位.
熱風(fēng)爐用低蠕變高鋁磚的性能及發(fā)展
在20世紀(jì)80年代,我國(guó)絕大部分熱風(fēng)爐的高溫部位使用的耐火材料是高鋁磚,這種高鋁磚雖具有較高的荷重軟化溫度,但抗高溫蠕變性能較差,Al2O3含量為65％一75％的高鋁磚,在0.2MPa的壓力下,1400℃,50h的蠕變率高達(dá)l％~2％,致使熱風(fēng)爐格子磚下沉,格子磚變形,大墻不均勻下沉和裂縫等,造成熱風(fēng)爐破損的現(xiàn)象較為普遍。認(rèn)識(shí)到對(duì)熱風(fēng)爐用耐火材料抗高溫蠕變性能要求的重要性,20世紀(jì)90年代初河南,山西的耐火材料廠家,開(kāi)始研制我們自己的低蠕變高鋁磚。河南憑借自己豐富的高鋁礬土資源,采用以天然原料為主,輔以部分精料(莫來(lái)石,剛玉,硅線石,紅柱石,藍(lán)晶石),生產(chǎn)出各種檔次的低蠕變高鋁磚。
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牌號(hào) 指標(biāo)
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DRL-135
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DRL-145
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DRL-150
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DRL-165
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DRL-155
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DRL-48
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Al2O3, % ≥
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70
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75
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80
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65
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55
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48
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耐火度, ℃ ≥
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1790
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1790
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1790
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1790
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1770
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1750
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顯氣孔率, % ≤
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20
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20
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19
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24
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24
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24
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常溫耐壓強(qiáng)度,MPa ≥
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65
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70
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80
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49
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44.1
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39.2
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重?zé)€變化率, % ≥
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±0.1
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±0.1
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±0.1
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+0.1~-0.4
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+0.1~-0.4
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+0.1~-0.4
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1450℃x2h
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1500℃x2h
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1450℃x2h
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0.2MPa荷重軟化開(kāi)始溫度, ℃ ≥
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1500
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1550
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1650
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1500
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1470
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1420
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高溫蠕變率, % ≤
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0.6
1350℃×50h
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0.6
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0.7
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-
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-
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-
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1450℃×50h
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1500℃×50h
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-
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-
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