高鋁磚耐火溫度和氧化鋁含量的關(guān)系
高鋁磚的重要工作性能是荷載溫度和高溫蠕變,荷載軟化溫度隨產(chǎn)品AL?O?隨著含量的增加而增加。AL?O?高鋁磚含量在70%以下,荷重軟化溫度取決于莫來石晶相與液相的比例,AL?O?莫來石-剛玉產(chǎn)品含量在70%-90%之間,隨著AL?O?的提高,荷重軟化溫度提高不明顯,這是由于原料中Fe?O?、TiO?成分隨著AL?O?的增加而稍有增加,高溫液相的數(shù)量和性質(zhì)隨之發(fā)生了變化。莫來石晶相在高溫下部分軟化。雖然剛玉的數(shù)量有所增加,但骨架無法形成,導(dǎo)致荷載軟化溫度沒有明顯提高。只有當(dāng)產(chǎn)品中的AL?O?當(dāng)含量超過90%,甚至超過95%時(shí),產(chǎn)品中的主晶相為剛玉,晶粒之間的直接結(jié)合率明顯提高。液相只存在于晶粒之間的間隙中,其荷載軟化溫度明顯提高。
用蠕變速率來表示高鋁磚的高溫蠕變速率,例如,一、二級(jí)高鋁磚的蠕變速率相近,在1200℃下,蠕變速率為0.25~0.29×10-5R.h,在相同溫度下,三級(jí)高鋁磚為3.5×10-5r•h,比一、二等高鋁磚高10倍。物理分析表明,一、二級(jí)高鋁磚中玻璃相量為7%~9%,三級(jí)高鋁磚為20%,蠕變速率不僅與玻璃相量有關(guān),還與玻璃相的組成和高溫粘度有關(guān)。在1200℃下,三級(jí)高鋁磚的液相粘度僅為一級(jí)高鋁磚的一半,二級(jí)高鋁磚的26%。因此,玻璃在三級(jí)高鋁磚的蠕變行為中起主導(dǎo)作用,而一級(jí)和二級(jí)除了玻璃效應(yīng)外,晶體蠕變起著重要的作用。晶體間的直接結(jié)合率越高,晶體間的蠕變效果越明顯。顯然,提高高溫蠕變的關(guān)鍵是在生產(chǎn)過程中提高原材料的純度,改變基質(zhì)的化學(xué)和礦物成分,消除少玻璃相數(shù)量,調(diào)整玻璃相成分。還可以提高高溫體積穩(wěn)定性和抗渣性能。
三級(jí)高鋁磚與粘土磚具有相似的性能,其主要晶體相為莫來石和玻璃相。由于其高溫性能優(yōu)于粘土磚,三級(jí)高鋁制品可以在可以使用粘土磚的場合使用,二級(jí)高鋁磚的主晶體相為莫來石,這類產(chǎn)品的高溫性能明顯優(yōu)于粘土磚。一級(jí)高鋁磚的主晶體相為莫來石和剛玉,由于剛玉的化學(xué)穩(wěn)定性和耐火性高于莫來石,產(chǎn)品中剛玉的含量越高,產(chǎn)品的耐高溫性和耐腐蝕性越高,但是剛玉的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于莫來石,所以剛玉的含量越高,其耐熱震性越低。