特點
耐火度
高鋁磚的耐火度比粘土磚和半硅磚的耐火度都要高,達1750~1790℃,屬于耐火材料。
荷重軟化溫度
因為高鋁制品中Al2O3高,雜質量少,形成易熔的玻璃體少,所以荷重軟化溫度比粘土磚高,但因莫來石結晶未形成網(wǎng)狀組織,故荷重軟化溫度仍沒有硅磚高。
抗渣性
高鋁磚中Al2O3較多,接近于中性耐火材料,能抵抗酸性渣和堿性渣的侵蝕,由于其中含有SiO2,所以抗堿性渣的能力比抗酸性渣的能力弱些。
高鋁磚(high alumina brick)
利用天然高鋁原料加入部分結合粘土制成的Al2O3含量大于48%的鋁硅系耐火制品。
用鋁硅系原料生產的耐火材料中,以Al2O3為主要成分劃分的磚有高鋁磚、莫來石磚及剛玉磚。
中國的鋁土礦(亦稱鋁礬土)資源較豐富。用天然鋁礬土生產的高鋁磚,Al2O3含量很難超過90%,因此,傳統(tǒng)上取90%Al2O3為高鋁磚中Al2O3含量的高值。此值以上為剛玉制品。在高鋁磚的組成中,有一個穩(wěn)定的化合物——莫來石(3Al2O3、2SiO2),用人工可制造出接近理論成分的莫來石礦物相,故又單列出莫來石制品。
莫來石和剛玉是構成高鋁磚的主要晶相。莫來石的網(wǎng)狀結構使磚具有良好的高溫強度;剛玉晶體呈惰性,抗酸、堿性渣好。使高鋁磚在使用中顯示出良好的高溫性能和化學性能,并且隨Al2O3含量的提高而越加明顯。
性能
高鋁磚隨原料中Al2O3含量的不同,技術性能亦不同(表2)。對有特殊要求的熱工設備,在相應的Al2O3含量條件下,可改變工藝,制造出符合性能要求的制品,例如高爐操作受到爐內高溫、高壓、堿蒸氣及還原氣氛的侵襲,又有爐料的摩擦及渣的腐蝕,高爐高鋁磚具有高致密度,低透氣性及低Fe2O3含量的特點;熱風爐高鋁磚要求優(yōu)良的蠕變性;電爐頂高鋁磚需要高耐火度、好的抗熱震性。
高鋁磚的礦物組成根據(jù)所使用的鋁礬土所定,熟料的礦物組成一般是莫來石、剛玉和玻璃相。莫來石理論組成為Al2O371.8%,SiO228.2%,其熔融分解溫度為1840℃。具有針狀結晶,呈網(wǎng)絡交叉結構,高溫狀態(tài)表現(xiàn)出較好的強度。剛玉以α-Al2O3形態(tài)存在,熔點為2050℃,硬度為莫氏9級,呈粒、柱狀晶體,有良好的化學穩(wěn)定性,對酸、堿性爐渣都有一定的抵抗能力。
高鋁磚中的鐵含量對其性能的影響是的,高鋁磚中的鐵元素能夠降低其耐火度,主要原因在于鐵的氧化物在高溫下易于形成低熔點液相。同時,鐵元素在高溫環(huán)境中容易和其他物質發(fā)生反應,進而改變高鋁磚的內部結構,致使其高溫強度降低。鐵含量較高會使高鋁磚的熱導率增大,導致熱量傳遞加快影響其隔熱效果和能源利用效率,所以高鋁磚的生產過程中,對原料中的雜質含量有嚴格的要求。
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