定形材料PPT課件

1、二、雜質(zhì)氧化物的影響主要的雜質(zhì)氧化物為K2O、Na2O、 CaO 、 MgO 、 Fe2O3、TiO2。作用：降低熔液的生成溫度及其粘度，增大液相的生成量，提高熔液對(duì)固相的溶解速度和溶解數(shù)量。對(duì)系統(tǒng)液相形成溫度影響最大的是堿金屬氧化物， K2O、Na2O分別使無(wú)變點(diǎn)溫度降低513724； TiO2使無(wú)變量點(diǎn)溫度降低101107 。第1頁(yè)/共81頁(yè)第一節(jié)第一節(jié) 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料 特點(diǎn)：特點(diǎn)：硅質(zhì)制品屬于酸性耐火材料，對(duì)酸性爐渣抵抗硅質(zhì)制品屬于酸性耐火材料，對(duì)酸性爐渣抵抗力強(qiáng)，但受堿性渣強(qiáng)烈侵蝕，易被含力強(qiáng)，但受堿性渣強(qiáng)烈侵蝕，易被含Al2O3、K2O、Na2O等氧化物作用而破壞，對(duì)等氧化

2、物作用而破壞，對(duì)CaO、FeO、Fe2O3等氧等氧化物有良好的抵抗性。硅磚荷重變形溫度高，波動(dòng)在化物有良好的抵抗性。硅磚荷重變形溫度高，波動(dòng)在16401680間，接近鱗石英，方石英的熔點(diǎn)間，接近鱗石英，方石英的熔點(diǎn)(1670、1723)；殘余膨脹保證了砌筑體有良好的氣密性和結(jié)；殘余膨脹保證了砌筑體有良好的氣密性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。構(gòu)強(qiáng)度。 最大的缺點(diǎn)最大的缺點(diǎn)是熱震穩(wěn)定性低，耐火度不高。是熱震穩(wěn)定性低，耐火度不高。 用途：用途：主要用于焦?fàn)t，玻璃熔窯，酸性煉鋼爐等。主要用于焦?fàn)t，玻璃熔窯，酸性煉鋼爐等。第2頁(yè)/共81頁(yè)一、SiO2的同質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變第3頁(yè)/共81頁(yè)鱗石英鱗石英具有較高的體積穩(wěn)定性。硅磚中鱗

3、石英具有較高的體積穩(wěn)定性。硅磚中鱗石英具有矛頭狀雙晶相互交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。因具有矛頭狀雙晶相互交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。因而使而使磚具有較高的荷重軟化點(diǎn)及機(jī)械強(qiáng)度。磚具有較高的荷重軟化點(diǎn)及機(jī)械強(qiáng)度。一般希望一般希望燒成后硅磚中含大量鱗石英，方石英燒成后硅磚中含大量鱗石英，方石英次之，而殘余石英愈少愈好。次之，而殘余石英愈少愈好。第4頁(yè)/共81頁(yè)矛頭狀鱗石英矛頭狀、片狀鱗石英針狀鱗石英管柱狀鱗石英第5頁(yè)/共81頁(yè)二、礦化劑的作用及影響礦化作用的因素二、礦化劑的作用及影響礦化作用的因素 礦化劑的作用礦化劑的作用是加速石英在燒成時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈褪羌铀偈⒃跓蓵r(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏鹊淖凅w密度的變體( (鱗石英和方石英鱗石

4、英和方石英) )而不顯著降低其耐而不顯著降低其耐火度。它還能防止磚坯燒成時(shí)因發(fā)生急劇膨脹而火度。它還能防止磚坯燒成時(shí)因發(fā)生急劇膨脹而產(chǎn)生的松散和開(kāi)裂。產(chǎn)生的松散和開(kāi)裂。 影響礦化作用的因素：影響礦化作用的因素：礦化劑與磚坯中硅氧礦化劑與磚坯中硅氧在高溫時(shí)所形成熔液的數(shù)量和其性質(zhì)，在高溫時(shí)所形成熔液的數(shù)量和其性質(zhì)，即即液相開(kāi)液相開(kāi)始形成的溫度，液相的數(shù)量、粘度、潤(rùn)濕能力和始形成的溫度，液相的數(shù)量、粘度、潤(rùn)濕能力和其結(jié)構(gòu)等。其結(jié)構(gòu)等。 第6頁(yè)/共81頁(yè) 礦化作用礦化作用以堿金屬最強(qiáng)，以堿金屬最強(qiáng)，F(xiàn)eO、MnO次之，次之，CaO、MgO較差。但這只能說(shuō)明礦化作用的強(qiáng)較差。但這只能說(shuō)明礦化作用的強(qiáng)弱

5、，而不是選擇礦化劑的標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)中必須弱，而不是選擇礦化劑的標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)中必須根據(jù)硅石原料的組成和性質(zhì)以及礦化劑的作用根據(jù)硅石原料的組成和性質(zhì)以及礦化劑的作用和性質(zhì)來(lái)決定。和性質(zhì)來(lái)決定。 在生產(chǎn)中廣泛采用的礦化劑有在生產(chǎn)中廣泛采用的礦化劑有CaO。第7頁(yè)/共81頁(yè)三、與硅磚性質(zhì)有關(guān)的物系三、與硅磚性質(zhì)有關(guān)的物系 在硅磚制造和使用過(guò)程中在硅磚制造和使用過(guò)程中SiO2可能與原料內(nèi)雜可能與原料內(nèi)雜質(zhì)，磚內(nèi)不同數(shù)量和性質(zhì)的加入物以及在使用過(guò)質(zhì)，磚內(nèi)不同數(shù)量和性質(zhì)的加入物以及在使用過(guò)程中所接觸的各種氧化物發(fā)生作用。就程中所接觸的各種氧化物發(fā)生作用。就硅磚來(lái)說(shuō)硅磚來(lái)說(shuō)最有害的雜質(zhì)最有害的雜質(zhì)是是R2O(K

6、2O，Na2O)，A12O3，其次，其次為為T(mén)iO2，F(xiàn)eO，MnO、CaO的熔劑作用較弱，可的熔劑作用較弱，可作為制造硅磚的礦化劑，不致顯著降低硅磚的耐作為制造硅磚的礦化劑，不致顯著降低硅磚的耐火度，硅磚在使用過(guò)程中對(duì)這些物質(zhì)的侵蝕也有火度，硅磚在使用過(guò)程中對(duì)這些物質(zhì)的侵蝕也有一定的抵抗力。一定的抵抗力。第8頁(yè)/共81頁(yè)1.CaOAl2O3一一SiO2系統(tǒng)系統(tǒng) 在硅磚生產(chǎn)中常用的加入在硅磚生產(chǎn)中常用的加入物物(礦化劑礦化劑)是是CaO，而，而Al2O3是硅石原料中的雜質(zhì)，是硅石原料中的雜質(zhì)，低共熔液相在很低的溫度下低共熔液相在很低的溫度下(1170)生成。生成。第9頁(yè)/共81頁(yè)2、 Na2O

7、Al2O3SiO2 三元系統(tǒng)三元系統(tǒng) 從表中可看出，當(dāng)從表中可看出，當(dāng)Al2O3+Na2O的總量相同時(shí)，的總量相同時(shí)，如增加如增加Na2O含量，液相量也隨著增大。含量，液相量也隨著增大。第10頁(yè)/共81頁(yè)第二節(jié)第二節(jié) 硅磚原料及其性質(zhì)硅磚原料及其性質(zhì) 制造硅磚的礦物原料是含制造硅磚的礦物原料是含SiO296以上的硅質(zhì)巖以上的硅質(zhì)巖石。此外還有石灰、礦化劑和有機(jī)結(jié)合劑等加入物。石。此外還有石灰、礦化劑和有機(jī)結(jié)合劑等加入物。一、硅石原料一、硅石原料 工業(yè)上通常將工業(yè)上通常將硅質(zhì)巖石叫硅石硅質(zhì)巖石叫硅石，也稱(chēng)為石英，也稱(chēng)為石英巖。巖。硅石中主要礦物是石英硅石中主要礦物是石英SiO2，其它成分均為雜質(zhì)

8、礦，其它成分均為雜質(zhì)礦物。物。工業(yè)上用的硅石原料有膠結(jié)硅石工業(yè)上用的硅石原料有膠結(jié)硅石( (膠結(jié)石英巖膠結(jié)石英巖) )和結(jié)晶硅石和結(jié)晶硅石( (結(jié)晶石英巖結(jié)晶石英巖) )。第11頁(yè)/共81頁(yè)第12頁(yè)/共81頁(yè)按硅石原料的性能特點(diǎn)分類(lèi)：按硅石原料的性能特點(diǎn)分類(lèi)： (1)(1)按轉(zhuǎn)變速度分類(lèi)：見(jiàn)表按轉(zhuǎn)變速度分類(lèi)：見(jiàn)表4-104-10。 (2)(2)按致密程度分類(lèi)：見(jiàn)表按致密程度分類(lèi)：見(jiàn)表4-114-11。 (3)按劇烈膨脹開(kāi)始溫度分類(lèi)：見(jiàn)表按劇烈膨脹開(kāi)始溫度分類(lèi)：見(jiàn)表4-12。 第13頁(yè)/共81頁(yè)對(duì)不同對(duì)不同硅石原料確定工藝條件硅石原料確定工藝條件時(shí)注意：時(shí)注意：1 1、快速轉(zhuǎn)變硅石燒成溫度應(yīng)降低

9、一些，礦化劑少加；、快速轉(zhuǎn)變硅石燒成溫度應(yīng)降低一些，礦化劑少加；2 2、難轉(zhuǎn)變的硅石，采取細(xì)顆粒配料并加入適量的鐵礦、難轉(zhuǎn)變的硅石，采取細(xì)顆粒配料并加入適量的鐵礦化劑，會(huì)顯著減弱膨脹作用和加速轉(zhuǎn)變?；瘎?，會(huì)顯著減弱膨脹作用和加速轉(zhuǎn)變。3 3、不致密的硅石不能用于制造重要用途的硅磚，但可、不致密的硅石不能用于制造重要用途的硅磚，但可磨成細(xì)粉與致密硅石配合使用。磨成細(xì)粉與致密硅石配合使用。4 4、對(duì)燒成時(shí)低熱穩(wěn)定的易松散的原料，可采取較細(xì)的、對(duì)燒成時(shí)低熱穩(wěn)定的易松散的原料，可采取較細(xì)的顆粒配料，添加礦化劑、緩慢加熱等方法，使其在低溫顆粒配料，添加礦化劑、緩慢加熱等方法，使其在低溫下坯體內(nèi)有適當(dāng)成分

10、熔液，從而減弱其松散程度下坯體內(nèi)有適當(dāng)成分熔液，從而減弱其松散程度。 第14頁(yè)/共81頁(yè)二、廢硅磚二、廢硅磚 硅磚生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的燒成廢硅磚可作為原硅磚生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的燒成廢硅磚可作為原料使用，這可以減少磚坯的燒成膨脹，從而降低料使用，這可以減少磚坯的燒成膨脹，從而降低燒成廢品（提高了氣孔率）。燒成廢品（提高了氣孔率）。三、石灰三、石灰 它起著結(jié)合劑的它起著結(jié)合劑的作用，結(jié)合磚坯內(nèi)的石英作用，結(jié)合磚坯內(nèi)的石英顆粒，在干燥后增加磚坯的強(qiáng)度，而在燒成過(guò)程顆粒，在干燥后增加磚坯的強(qiáng)度，而在燒成過(guò)程中則起著礦化劑作用，促進(jìn)石英的轉(zhuǎn)變。中則起著礦化劑作用，促進(jìn)石英的轉(zhuǎn)變。第15頁(yè)/共81頁(yè) 四、礦化劑四

11、、礦化劑 生產(chǎn)中采用的礦化劑主要有生產(chǎn)中采用的礦化劑主要有軋鋼皮軋鋼皮( (鐵鱗鐵鱗) )，平爐渣，硫酸渣，軟錳礦等。平爐渣，硫酸渣，軟錳礦等。 五、有機(jī)結(jié)合劑五、有機(jī)結(jié)合劑 為了提高坯料的可塑性和磚坯干燥后強(qiáng)度，為了提高坯料的可塑性和磚坯干燥后強(qiáng)度，坯料中應(yīng)加入一定量的有機(jī)結(jié)合劑。最常用的是坯料中應(yīng)加入一定量的有機(jī)結(jié)合劑。最常用的是亞硫酸紙漿廢液。亞硫酸紙漿廢液。第16頁(yè)/共81頁(yè)第三節(jié)第三節(jié) 硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)一、顆粒組成的選擇一、顆粒組成的選擇坯體加熱時(shí)的松散和燒結(jié)能力取決于顆粒組成中粗細(xì)坯體加熱時(shí)的松散和燒結(jié)能力取決于顆粒組成中粗細(xì)兩種粒度的性質(zhì)和數(shù)量。兩種粒度的性質(zhì)

12、和數(shù)量。 采用細(xì)顆粒組成的磚坯時(shí)，在燒成時(shí)有利于減少采用細(xì)顆粒組成的磚坯時(shí)，在燒成時(shí)有利于減少膨脹，減少磚體的裂紋和體積變化，提高成品率，還膨脹，減少磚體的裂紋和體積變化，提高成品率，還可提高制品中鱗石英的含量；但泥料顆粒過(guò)細(xì)，也將可提高制品中鱗石英的含量；但泥料顆粒過(guò)細(xì)，也將導(dǎo)致硅磚氣孔率的提高。導(dǎo)致硅磚氣孔率的提高。 一般硅磚的臨界粒度以一般硅磚的臨界粒度以23mm為宜。為宜。第17頁(yè)/共81頁(yè)二、成型：二、成型：硅質(zhì)坯料是質(zhì)硬、結(jié)合性和可塑性低的瘠性料，因硅質(zhì)坯料是質(zhì)硬、結(jié)合性和可塑性低的瘠性料，因此它受壓而致密的能力低。此它受壓而致密的能力低。硅質(zhì)坯料的成型性能受其顆粒組成、水分和加入

13、物硅質(zhì)坯料的成型性能受其顆粒組成、水分和加入物的影響（質(zhì)量差別大）。調(diào)整這些因素可以改善坯的影響（質(zhì)量差別大）。調(diào)整這些因素可以改善坯料的成型性能。料的成型性能。對(duì)任何組成的坯料，對(duì)任何組成的坯料，增加成型壓力都會(huì)提高硅磚密增加成型壓力都會(huì)提高硅磚密度。為了保證制得致密磚坯，成型壓力應(yīng)不低于度。為了保證制得致密磚坯，成型壓力應(yīng)不低于100150MPa。第18頁(yè)/共81頁(yè)三、燒成三、燒成 硅磚在燒成過(guò)程中發(fā)生相變，并有較大的體積硅磚在燒成過(guò)程中發(fā)生相變，并有較大的體積變化，加上磚坯在燒成溫度下形成的熔液量較少變化，加上磚坯在燒成溫度下形成的熔液量較少( (約約1010左右左右) )，使其燒成較其

14、它耐火材料困難得多。硅，使其燒成較其它耐火材料困難得多。硅磚的燒成制度與磚坯在燒成過(guò)程中所發(fā)生的一系列磚的燒成制度與磚坯在燒成過(guò)程中所發(fā)生的一系列物理化學(xué)變化，加入物的數(shù)量和性質(zhì)，坯體的形狀物理化學(xué)變化，加入物的數(shù)量和性質(zhì)，坯體的形狀大小以及燒成窯的特性等因素有關(guān)。大小以及燒成窯的特性等因素有關(guān)。 第19頁(yè)/共81頁(yè)1、硅磚在燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化、硅磚在燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化在在150以下從磚坯中排出殘余水分以下從磚坯中排出殘余水分在在450時(shí)，時(shí)，Ca(OH)2開(kāi)始分解；開(kāi)始分解；450500時(shí)時(shí)Ca(OH)2脫水完畢，硅石顆粒與石灰的結(jié)合破壞，脫水完畢，硅石顆粒與石灰的結(jié)合破壞，坯體

15、強(qiáng)度大為降低。坯體強(qiáng)度大為降低。在在550650范圍內(nèi)，范圍內(nèi)， 石英轉(zhuǎn)變?yōu)槭⑥D(zhuǎn)變?yōu)槭ⅲ?，由于轉(zhuǎn)變過(guò)程中伴有由于轉(zhuǎn)變過(guò)程中伴有0.82的體積膨脹，故石英的體積膨脹，故石英晶體將出現(xiàn)密度不等的顯微裂紋。晶體將出現(xiàn)密度不等的顯微裂紋。 第20頁(yè)/共81頁(yè)在在600700間，間，CaO與與SiO2的固相反應(yīng)開(kāi)始，的固相反應(yīng)開(kāi)始，磚坯強(qiáng)度有所增加，反應(yīng)式為：磚坯強(qiáng)度有所增加，反應(yīng)式為： 2CaO+SiO2 -2CaOSiO2 2CaOSiO2+SiO22(CaOSiO2)至至10001100有固熔體狀有固熔體狀-CaOSiO2與與FeOSiO2生成。生成。 -CaOSiO2+FeOSiO2Ga

16、OSiO2FeOSiO2第21頁(yè)/共81頁(yè) 從從l100l100開(kāi)始，石英的轉(zhuǎn)變速度大大增加，開(kāi)始，石英的轉(zhuǎn)變速度大大增加，磚坯的密度也顯著下降，此時(shí)磚坯體積由于石英磚坯的密度也顯著下降，此時(shí)磚坯體積由于石英轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏茸凅w而大為增加。雖然此時(shí)液相量轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏茸凅w而大為增加。雖然此時(shí)液相量也在不斷增加，但在也在不斷增加，但在1100110012001200范圍內(nèi)仍易產(chǎn)范圍內(nèi)仍易產(chǎn)生裂紋。生裂紋。 在在1300130013501350時(shí)，由于鱗石英和方石英數(shù)時(shí)，由于鱗石英和方石英數(shù)量增加，磚坯的密度降低得很多。此時(shí)液相粘度量增加，磚坯的密度降低得很多。此時(shí)液相粘度仍較大，對(duì)內(nèi)應(yīng)力的抵抗性還弱，

17、生成裂紋的可仍較大，對(duì)內(nèi)應(yīng)力的抵抗性還弱，生成裂紋的可能性存在。能性存在。 第22頁(yè)/共81頁(yè)當(dāng)加熱到當(dāng)加熱到13501430時(shí)，石英的轉(zhuǎn)變程度和時(shí)，石英的轉(zhuǎn)變程度和由此產(chǎn)生的磚體膨脹大大增強(qiáng)，在這一溫度范圍由此產(chǎn)生的磚體膨脹大大增強(qiáng)，在這一溫度范圍內(nèi)，加熱得愈緩慢，石英溶于液相再結(jié)晶生成的內(nèi)，加熱得愈緩慢，石英溶于液相再結(jié)晶生成的鱗石英量愈多，方石英生成量愈少，磚體生成裂鱗石英量愈多，方石英生成量愈少，磚體生成裂紋的可能性也愈小。如果加熱過(guò)快，特別是在氧紋的可能性也愈小。如果加熱過(guò)快，特別是在氧化氣氛下迅速加熱，石英轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?，使磚坯化氣氛下迅速加熱，石英轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?，使磚坯松散并出現(xiàn)裂紋

18、。松散并出現(xiàn)裂紋。第23頁(yè)/共81頁(yè) 2、燒成制度、燒成制度 在在600600以下，可用以下，可用較快而均勻較快而均勻地升溫速度燒成。地升溫速度燒成。 在在700700以上至以上至1100110012001200溫度范圍內(nèi)，因磚坯溫度范圍內(nèi)，因磚坯體積變化不大，強(qiáng)度逐漸提高體積變化不大，強(qiáng)度逐漸提高，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大應(yīng)力，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大應(yīng)力，只要保證磚坯加熱均勻，可只要保證磚坯加熱均勻，可盡快升溫盡快升溫。 1100110012001200至燒成終了溫度的高溫階段，硅磚的至燒成終了溫度的高溫階段，硅磚的密度顯著降低，晶體轉(zhuǎn)變及體積變化集中地發(fā)生在這密度顯著降低，晶體轉(zhuǎn)變及體積變化集中地發(fā)生在這一階段

19、。它是決定磚坯出現(xiàn)裂紋與否的關(guān)鍵階段。這一階段。它是決定磚坯出現(xiàn)裂紋與否的關(guān)鍵階段。這個(gè)階段個(gè)階段升溫速度應(yīng)升溫速度應(yīng)逐漸降低逐漸降低，并能，并能緩慢均勻升溫緩慢均勻升溫。 第24頁(yè)/共81頁(yè) 為了在高溫階段使溫度緩慢均勻上升，在生產(chǎn)中為了在高溫階段使溫度緩慢均勻上升，在生產(chǎn)中通常采用通常采用弱還原火焰燒成弱還原火焰燒成。同時(shí)還可以使窯內(nèi)溫度。同時(shí)還可以使窯內(nèi)溫度分布均勻，減少窯內(nèi)上下溫差，避免高溫火焰沖擊分布均勻，減少窯內(nèi)上下溫差，避免高溫火焰沖擊磚坯，達(dá)到磚坯，達(dá)到“軟火軟火” (均勻緩和火燒成均勻緩和火燒成)燒成要求。燒成要求。 硅磚硅磚最高燒成溫度不應(yīng)超過(guò)最高燒成溫度不應(yīng)超過(guò)1430。

20、 硅磚燒成至最高燒成溫度后，通常根據(jù)制品的形硅磚燒成至最高燒成溫度后，通常根據(jù)制品的形狀大小，窯的特性，硅石轉(zhuǎn)變難易，制品要求的密狀大小，窯的特性，硅石轉(zhuǎn)變難易，制品要求的密度等因素，給以足夠的度等因素，給以足夠的保溫保溫時(shí)間。時(shí)間。第25頁(yè)/共81頁(yè) 硅磚燒成后的硅磚燒成后的冷卻冷卻，高溫下高溫下(600(600800800以上以上) )可以快冷可以快冷，低溫時(shí)低溫時(shí)因有方石英和鱗石英的快速晶因有方石英和鱗石英的快速晶型轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生體積收縮，故應(yīng)型轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生體積收縮，故應(yīng)緩慢冷卻緩慢冷卻。 在制定燒成曲線(xiàn)時(shí)，除應(yīng)符合上述要求外，在制定燒成曲線(xiàn)時(shí)，除應(yīng)符合上述要求外，還應(yīng)考慮還應(yīng)考慮: : 1)

21、 1)原料的加熱性質(zhì)；原料的加熱性質(zhì)； 2)2)加入物的數(shù)量和性質(zhì)；加入物的數(shù)量和性質(zhì)； 3)3)磚塊的形狀大小。其他如燒成窯的結(jié)構(gòu)、大磚塊的形狀大小。其他如燒成窯的結(jié)構(gòu)、大小、裝窯方法、窯內(nèi)溫度分布等均有影響。小、裝窯方法、窯內(nèi)溫度分布等均有影響。 第26頁(yè)/共81頁(yè)燒成升溫速度一般可劃分為如下幾個(gè)階段；燒成升溫速度一般可劃分為如下幾個(gè)階段； 溫度范圍，溫度范圍， 升溫速度升溫速度h h 20 20600 20600 20 600 6001100 25 1100 25 1130 11301300 101300 10 1300 13001350 51350 5 1350 13501430 21

22、430 2第27頁(yè)/共81頁(yè)第四節(jié)第四節(jié) 特種硅磚特種硅磚一、高密度高導(dǎo)熱硅磚一、高密度高導(dǎo)熱硅磚 提高硅磚的熱導(dǎo)率，對(duì)縮短結(jié)焦時(shí)間，提高生產(chǎn)提高硅磚的熱導(dǎo)率，對(duì)縮短結(jié)焦時(shí)間，提高生產(chǎn)率有一定的經(jīng)濟(jì)效果。因此，制造高密度高導(dǎo)熱性硅率有一定的經(jīng)濟(jì)效果。因此，制造高密度高導(dǎo)熱性硅磚引起了人們的重視。磚引起了人們的重視。 硅磚的相組成是晶相硅磚的相組成是晶相( (鱗石英、方石英和石英鱗石英、方石英和石英) )，玻璃相及氣孔。其中玻璃相和氣孔是降低硅磚導(dǎo)熱率玻璃相及氣孔。其中玻璃相和氣孔是降低硅磚導(dǎo)熱率的主要因素。影響最大的是氣孔，其次是玻璃相。的主要因素。影響最大的是氣孔，其次是玻璃相。第28頁(yè)/共

23、81頁(yè) 目前提高硅磚目前提高硅磚熱導(dǎo)率的途徑熱導(dǎo)率的途徑主要是靠主要是靠增加鱗石增加鱗石英英的含量和的含量和降低氣孔率降低氣孔率而取得的而取得的 。 選擇特殊硅石原料和可轉(zhuǎn)化成選擇特殊硅石原料和可轉(zhuǎn)化成SiO2的添加物，的添加物，嚴(yán)格調(diào)整燒成制度，在控制氣氛條件下燒磚，對(duì)于嚴(yán)格調(diào)整燒成制度，在控制氣氛條件下燒磚，對(duì)于開(kāi)發(fā)高密度高導(dǎo)熱率硅磚是可能的。開(kāi)發(fā)高密度高導(dǎo)熱率硅磚是可能的。 二、其它特種硅磚二、其它特種硅磚 硅鉻磚硅鉻磚對(duì)氧化鐵和熔渣的作用具有高的抵抗能對(duì)氧化鐵和熔渣的作用具有高的抵抗能力；力；硅鋯磚和硅堇青石磚硅鋯磚和硅堇青石磚具有高的熱震穩(wěn)定性，具有高的熱震穩(wěn)定性，硅硅碳化硅磚碳化硅

24、磚不僅具有高的熱震穩(wěn)定性而且具有高的耐不僅具有高的熱震穩(wěn)定性而且具有高的耐磨性和熱導(dǎo)率等，這些硅質(zhì)耐火材料可分別滿(mǎn)足不磨性和熱導(dǎo)率等，這些硅質(zhì)耐火材料可分別滿(mǎn)足不同的需要。同的需要。第29頁(yè)/共81頁(yè)第五節(jié)第五節(jié) 石英玻璃及其制品石英玻璃及其制品 用天然純凈的石英或水晶，在其熔點(diǎn)以上的溫用天然純凈的石英或水晶，在其熔點(diǎn)以上的溫度下熔化成粘稠的透明或不透明的熔融石英，控制度下熔化成粘稠的透明或不透明的熔融石英，控制熔體的冷卻速度使其來(lái)不及析晶而變?yōu)槭⒉Ａ?。熔體的冷卻速度使其來(lái)不及析晶而變?yōu)槭⒉ＡАＫ哂兴哂袠O好的熱震穩(wěn)定性和化極好的熱震穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性學(xué)穩(wěn)定性。 熔融石英制品是以石英玻璃

25、為原料而制得的再熔融石英制品是以石英玻璃為原料而制得的再結(jié)合制品。這類(lèi)制品的熱膨脹系數(shù)小，熱震穩(wěn)定性結(jié)合制品。這類(lèi)制品的熱膨脹系數(shù)小，熱震穩(wěn)定性好，耐化學(xué)侵蝕好，耐化學(xué)侵蝕( (特別是酸和氯特別是酸和氯) )耐沖刷，高溫時(shí)粘耐沖刷，高溫時(shí)粘度大，強(qiáng)度高，度大，強(qiáng)度高，熱導(dǎo)熱導(dǎo)性低性低，電導(dǎo)率低。由于燒成時(shí)，電導(dǎo)率低。由于燒成時(shí)收縮小，可以制得尺寸精確的制品。缺點(diǎn)是在收縮小，可以制得尺寸精確的制品。缺點(diǎn)是在1100以上長(zhǎng)期使用時(shí)，會(huì)以上長(zhǎng)期使用時(shí)，會(huì)向方石英轉(zhuǎn)變向方石英轉(zhuǎn)變(即高溫即高溫析晶析晶)促使制品產(chǎn)生裂紋和剝落。促使制品產(chǎn)生裂紋和剝落。第30頁(yè)/共81頁(yè) 在制造工藝過(guò)程中特別注意，石英玻

26、璃在制造工藝過(guò)程中特別注意，石英玻璃中雜質(zhì)含量，分散度，溫度和保溫時(shí)間等對(duì)中雜質(zhì)含量，分散度，溫度和保溫時(shí)間等對(duì)石英玻璃結(jié)晶化的影響。石英玻璃結(jié)晶化的影響。 由于其良好的性能，廣泛應(yīng)用于冶金、由于其良好的性能，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、輕工工業(yè)中?；ぁ⑤p工工業(yè)中。 第31頁(yè)/共81頁(yè) 1、常見(jiàn)的硅石原料有哪些常見(jiàn)的硅石原料有哪些？ 2、從硅石原料的性能特點(diǎn)出發(fā)，將其如何從硅石原料的性能特點(diǎn)出發(fā)，將其如何分類(lèi)？各分為哪幾類(lèi)？分類(lèi)？各分為哪幾類(lèi)？ 3、在生產(chǎn)中如何評(píng)價(jià)硅石的質(zhì)量？、在生產(chǎn)中如何評(píng)價(jià)硅石的質(zhì)量？ 4、簡(jiǎn)述硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)？、簡(jiǎn)述硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)？ 5、什么是硅質(zhì)耐火材料？包括哪些制

27、品？、什么是硅質(zhì)耐火材料？包括哪些制品？這類(lèi)耐火材料有哪些特點(diǎn)？這類(lèi)耐火材料有哪些特點(diǎn)？ 習(xí) 題第32頁(yè)/共81頁(yè)第二節(jié)第二節(jié) 粘土質(zhì)耐火材料粘土質(zhì)耐火材料用天然產(chǎn)的各種粘土作原料，將一部分粘土預(yù)先煅用天然產(chǎn)的各種粘土作原料，將一部分粘土預(yù)先煅燒成熟料，并與部分生粘土配合制成的燒成熟料，并與部分生粘土配合制成的A12O3含量含量為為3046的耐火制品。的耐火制品。 一、粘土原料一、粘土原料以粘土礦物以粘土礦物(高嶺石礦物為主高嶺石礦物為主)為主要成分的粘土作為主要成分的粘土作原料，煅燒后的化學(xué)成分為：原料，煅燒后的化學(xué)成分為：A12O3 +TiO2不少于不少于30，F(xiàn)e2O3一般不超過(guò)一般不超

28、過(guò)2.5。第33頁(yè)/共81頁(yè)粘土顆粒粘土顆粒第34頁(yè)/共81頁(yè)1 1粘土的種類(lèi)粘土的種類(lèi) 在耐火材料工業(yè)上應(yīng)用的粘土主要有兩類(lèi)：在耐火材料工業(yè)上應(yīng)用的粘土主要有兩類(lèi)： (1)(1)硬質(zhì)粘土硬質(zhì)粘土 (2)(2)軟質(zhì)粘土軟質(zhì)粘土2 2粘土的基本性質(zhì)粘土的基本性質(zhì) (1)(1)化學(xué)礦物組成：化學(xué)礦物組成： A12O32SiO22H2O (2) (2)粘土的工藝特性粘土的工藝特性 分散性、可塑性、結(jié)合性、燒結(jié)性分散性、可塑性、結(jié)合性、燒結(jié)性。第35頁(yè)/共81頁(yè)1)1)分散性分散性：是反映粘土的分散程度。通常用它的：是反映粘土的分散程度。通常用它的顆粒組成或顆粒組成或比表面積比表面積來(lái)表示。來(lái)表示。

29、2)2)可塑性可塑性：物料受外力作用后發(fā)生形變而不破裂，物料受外力作用后發(fā)生形變而不破裂，在所施加的外力撤除在所施加的外力撤除后，變形的形態(tài)仍保留而不后，變形的形態(tài)仍保留而不恢復(fù)原狀，這種性質(zhì)稱(chēng)為恢復(fù)原狀，這種性質(zhì)稱(chēng)為可塑性可塑性。3)3)結(jié)合性結(jié)合性：是粘土對(duì)非塑性材料的粘結(jié)能力，使是粘土對(duì)非塑性材料的粘結(jié)能力，使成型后的坯體能保持其形狀和具成型后的坯體能保持其形狀和具有一定機(jī)械強(qiáng)度有一定機(jī)械強(qiáng)度的能力。的能力。4)燒結(jié)性燒結(jié)性：粘土經(jīng)適當(dāng)?shù)母邷靥幚砗?，能獲得必粘土經(jīng)適當(dāng)?shù)母邷靥幚砗?，能獲得必要的致密度和強(qiáng)度。要的致密度和強(qiáng)度。 第36頁(yè)/共81頁(yè)A A 粘土的加熱變化，主要是高嶺石礦物的加

30、熱變化，以及高嶺石與雜質(zhì)礦物之間發(fā)生的理化反應(yīng)過(guò)程。第37頁(yè)/共81頁(yè)二、粘土制品的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)二、粘土制品的生產(chǎn)工藝要點(diǎn) 1 1、生產(chǎn)工藝流程的選擇原則、生產(chǎn)工藝流程的選擇原則 粘土制品生產(chǎn)粘土制品生產(chǎn)工工藝主要取決于原料的性質(zhì)，制品的質(zhì)量藝主要取決于原料的性質(zhì)，制品的質(zhì)量要求，以及要求，以及生產(chǎn)規(guī)模大小。生產(chǎn)規(guī)模大小。 根據(jù)我國(guó)原料特點(diǎn)，結(jié)合粘土以半軟質(zhì)粘土為根據(jù)我國(guó)原料特點(diǎn)，結(jié)合粘土以半軟質(zhì)粘土為主，適合采用半干機(jī)壓成型生產(chǎn)工藝流程。主，適合采用半干機(jī)壓成型生產(chǎn)工藝流程。 目前常用的為普通熟料制品和多熟料制品兩種生目前常用的為普通熟料制品和多熟料制品兩種生產(chǎn)產(chǎn)流程。流程。 第38頁(yè)/共8

31、1頁(yè) 2 2、結(jié)合粘土的選擇、結(jié)合粘土的選擇 對(duì)結(jié)合粘土的基本要求對(duì)結(jié)合粘土的基本要求是高可塑性、易燒結(jié)性和較高的耐火性。是高可塑性、易燒結(jié)性和較高的耐火性。 3 3、坯料的顆粒組成、坯料的顆粒組成 采用采用“兩頭大、中間小兩頭大、中間小”的緊密配合原則進(jìn)行。的緊密配合原則進(jìn)行。 4 4、干燥和燒成、干燥和燒成 由于成型后磚坯的水分含量較由于成型后磚坯的水分含量較低，在干燥階段幾乎不發(fā)生收縮，故可采用快速干低，在干燥階段幾乎不發(fā)生收縮，故可采用快速干燥燥制度。制度。 制品的燒成溫度，一般制品的燒成溫度，一般1250125013501350；對(duì)氧化鋁；對(duì)氧化鋁含量高的可提高到含量高的可提高到13

32、50135013801380；氧化氣氛燒成。；氧化氣氛燒成。 第39頁(yè)/共81頁(yè)三、粘土制品的性質(zhì)三、粘土制品的性質(zhì) 粘土制品的理化性質(zhì)及高溫性能，主要取決于粘土制品的理化性質(zhì)及高溫性能，主要取決于制品的化學(xué)組成，隨制品的化學(xué)組成，隨A12O3SiO2比增大而提高。比增大而提高。 為了提高粘土制品的高溫性質(zhì)，經(jīng)常采用以下措施：為了提高粘土制品的高溫性質(zhì)，經(jīng)常采用以下措施：1)1)對(duì)粘土原料進(jìn)行選礦純化處理，對(duì)粘土原料進(jìn)行選礦純化處理，降低雜質(zhì)含量降低雜質(zhì)含量；2)2)適當(dāng)適當(dāng)提高燒成溫度提高燒成溫度，使制品具有致密結(jié)構(gòu)；，使制品具有致密結(jié)構(gòu)；3)3)采用采用高基質(zhì)高基質(zhì)( (基質(zhì)中基質(zhì)中A12

33、O3含量接近莫來(lái)石組成含量接近莫來(lái)石組成) )組成結(jié)構(gòu)特征的配料；組成結(jié)構(gòu)特征的配料；4)4)采用多熟料配料及混合細(xì)磨措施。采用多熟料配料及混合細(xì)磨措施。第40頁(yè)/共81頁(yè) 第三節(jié)第三節(jié) 半硅質(zhì)耐火材料半硅質(zhì)耐火材料 半硅質(zhì)制品是指含半硅質(zhì)制品是指含A12O3 30、SiO265的半酸性耐火材料的半酸性耐火材料。 半硅質(zhì)制品的生產(chǎn)工藝和粘土制品相同，半硅質(zhì)制品的生產(chǎn)工藝和粘土制品相同，原料是含有天然石英的原料是含有天然石英的A12O3含量低的硅質(zhì)粘含量低的硅質(zhì)粘土或原生高嶺土、高嶺土選礦時(shí)的尾礦、天土或原生高嶺土、高嶺土選礦時(shí)的尾礦、天然產(chǎn)的蠟石、煤矸石等。然產(chǎn)的蠟石、煤矸石等。第41頁(yè)/共8

34、1頁(yè)在生產(chǎn)上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在生產(chǎn)上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1 1、利用天然原料時(shí)，要根據(jù)原料的性質(zhì)和成、利用天然原料時(shí)，要根據(jù)原料的性質(zhì)和成品的使用條件，確定是否加入熟料。品的使用條件，確定是否加入熟料。 2 2、在燒成時(shí)，低溫階段（、在燒成時(shí)，低溫階段（12501250以下）由于以下）由于石英多晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)生體積膨脹，同時(shí)粘土燒結(jié)收縮，石英多晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)生體積膨脹，同時(shí)粘土燒結(jié)收縮，可以互相抵消。高溫時(shí)，易熔物生成熔液，體積可以互相抵消。高溫時(shí)，易熔物生成熔液，體積收縮大。收縮大。 3 3、原料內(nèi)石英顆粒細(xì)小，則石英在高溫下起、原料內(nèi)石英顆粒細(xì)小，則石英在高溫下起強(qiáng)熔劑作用，降低制品的耐火性和熱震穩(wěn)定性

35、。強(qiáng)熔劑作用，降低制品的耐火性和熱震穩(wěn)定性。 4 4、用蠟石（、用蠟石（A12O34SiO2H2O）原料時(shí)，應(yīng)根原料時(shí)，應(yīng)根據(jù)蠟石原料的特點(diǎn)來(lái)確定其工藝要點(diǎn)。據(jù)蠟石原料的特點(diǎn)來(lái)確定其工藝要點(diǎn)。 第42頁(yè)/共81頁(yè)半硅制品的生產(chǎn)，一方面是擴(kuò)大原料的綜合利半硅制品的生產(chǎn)，一方面是擴(kuò)大原料的綜合利用，另一方面它具有不太大的膨脹性，有利于用，另一方面它具有不太大的膨脹性，有利于提高砌體的整體性，降低熔渣對(duì)磚縫的侵蝕作提高砌體的整體性，降低熔渣對(duì)磚縫的侵蝕作用。另一特點(diǎn)是熔渣與磚面接觸后，能形成厚用。另一特點(diǎn)是熔渣與磚面接觸后，能形成厚度約度約1 12mm2mm的粘度很大的硅酸鹽熔融物，阻礙的粘度很大的

36、硅酸鹽熔融物，阻礙熔渣向磚內(nèi)滲透，從而提高制品的抗熔渣的侵熔渣向磚內(nèi)滲透，從而提高制品的抗熔渣的侵蝕能力。蝕能力。第43頁(yè)/共81頁(yè)第四節(jié)第四節(jié) 用高鋁礬土生產(chǎn)的高鋁質(zhì)耐火材料用高鋁礬土生產(chǎn)的高鋁質(zhì)耐火材料用天然產(chǎn)高鋁礬土原料制造的高鋁質(zhì)耐火材料，其用天然產(chǎn)高鋁礬土原料制造的高鋁質(zhì)耐火材料，其Al2O3含量在含量在48以上，通?？煞譃槿?lèi)：以上，通?？煞譃槿?lèi)： I等：等： Al2O3含量含量75， 等：等： Al2O3含量含量6575； 等：等： Al2O3含量含量4865。根據(jù)礦物組成可分為：低莫來(lái)石質(zhì)根據(jù)礦物組成可分為：低莫來(lái)石質(zhì) (包括硅線(xiàn)石質(zhì)包括硅線(xiàn)石質(zhì))、莫來(lái)石質(zhì)、莫來(lái)石莫來(lái)石質(zhì)、

37、莫來(lái)石-剛玉質(zhì)、剛玉剛玉質(zhì)、剛玉-莫來(lái)石質(zhì)和剛玉質(zhì)。莫來(lái)石質(zhì)和剛玉質(zhì)。第44頁(yè)/共81頁(yè)第45頁(yè)/共81頁(yè) 一、高鋁礬土原料一、高鋁礬土原料 1、化學(xué)、化學(xué)礦物組成礦物組成 礬土中的礬土中的A12O3含量含量在在4580之間，煅燒后波動(dòng)于之間，煅燒后波動(dòng)于4890間；間；我國(guó)高鋁礬土原料的主要礦物組成是一水鋁石我國(guó)高鋁礬土原料的主要礦物組成是一水鋁石（ A12O3H2O ）和高嶺石，還有波美石（）和高嶺石，還有波美石（ g-A12O3H2O ） 、三水鋁石（、三水鋁石（ A12O33H2O ）。）。 第46頁(yè)/共81頁(yè) 2 2、高鋁礬土的加熱變化、高鋁礬土的加熱變化 高鋁礬土的加熱高鋁礬土的加

38、熱變化是所含各礦物加熱變化的綜合反映，可分變化是所含各礦物加熱變化的綜合反映，可分為三個(gè)階段，即為三個(gè)階段，即分解分解、二、二次莫來(lái)石化次莫來(lái)石化和和重結(jié)晶重結(jié)晶燒結(jié)過(guò)程。燒結(jié)過(guò)程。 (1)(1)分解階段。分解階段。 第47頁(yè)/共81頁(yè)(2)二次莫來(lái)石化階段。二次莫來(lái)石化階段。 二次莫來(lái)石二次莫來(lái)石(次生莫來(lái)石次生莫來(lái)石)化是指高鋁礬土中所含高化是指高鋁礬土中所含高嶺石分解并轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊?lái)石嶺石分解并轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊?lái)石后，后，析出的析出的SiO2與水鋁石與水鋁石分解后的分解后的剛玉剛玉相作用形成相作用形成莫來(lái)石的過(guò)程。莫來(lái)石的過(guò)程。 第48頁(yè)/共81頁(yè)(3)(3)重結(jié)晶燒結(jié)階段。 當(dāng)?shù)\土的二次莫來(lái)石化已

39、趨完成后，進(jìn)入重結(jié)晶階段，莫來(lái)石和剛玉晶體發(fā)育長(zhǎng)大，氣孔縮小和消失，料塊逐漸致密化并燒結(jié)。第49頁(yè)/共81頁(yè)影響燒結(jié)的主要因素是二次莫來(lái)石化，以及在高溫下的液相組成和數(shù)量。我國(guó)各級(jí)礬土的實(shí)際煅燒溫度大致如下： 特級(jí)礬土 1600160017001700； 級(jí)礬土 1500150016001600；級(jí)礬土 1600160017001700； 級(jí)礬土 1500150015501550第50頁(yè)/共81頁(yè)二、生產(chǎn)工藝要點(diǎn)二、生產(chǎn)工藝要點(diǎn) 1、礬土熟料的揀選分級(jí)、礬土熟料的揀選分級(jí) 2 2、礬土熟料的質(zhì)量要求、礬土熟料的質(zhì)量要求 礬土熟料的質(zhì)量控制，除了要求一定的化礬土熟料的質(zhì)量控制，除了要求一定的化學(xué)

40、組成外，還用體積密度值衡量。學(xué)組成外，還用體積密度值衡量。 特級(jí)品特級(jí)品3.003.00； I I級(jí)品級(jí)品2.802.80； 級(jí)品級(jí)品2.552.55； 級(jí)品級(jí)品2.452.45。 第51頁(yè)/共81頁(yè) 3 3、配方的選擇、配方的選擇 (1)(1)結(jié)合劑。采用軟質(zhì)粘土或半軟質(zhì)粘土作結(jié)結(jié)合劑。采用軟質(zhì)粘土或半軟質(zhì)粘土作結(jié)合劑，同時(shí)還加入少量有機(jī)結(jié)合劑合劑，同時(shí)還加入少量有機(jī)結(jié)合劑( (如紙漿廢液如紙漿廢液等等) )，以改善坯料的成型性能和提高坯體的強(qiáng)度。，以改善坯料的成型性能和提高坯體的強(qiáng)度。 (2)(2)不同級(jí)別熟料的混合使用。不同級(jí)別熟料的混合使用。 第52頁(yè)/共81頁(yè)4 4、顆粒組成 高鋁磚

41、料的顆粒組成與多熟料粘土磚料相似，采用粗、中、細(xì)三級(jí)配合。顆粒范圍一般為： 3.03.00.5mm(0.5mm(粗) ) 0.5 0.50.088mm(0.088mm(中) ) 0.088mm(0.088mm(細(xì)) )。三級(jí)配合應(yīng)符合“兩頭大、中間小”的原則。第53頁(yè)/共81頁(yè)5 5、高鋁制品的燒成、高鋁制品的燒成 制品的燒成溫度，主要取制品的燒成溫度，主要取決于礬土原料的燒結(jié)性。決于礬土原料的燒結(jié)性。 生產(chǎn)實(shí)踐表明：生產(chǎn)實(shí)踐表明： I I、等高鋁制品可采用同一燒成溫度。等高鋁制品可采用同一燒成溫度。用倒焰窯燒成時(shí)，一般用倒焰窯燒成時(shí)，一般為為1430143014501450，保溫，保溫404

42、0小時(shí)；小時(shí)；等高鋁磚為等高鋁磚為1390139014201420。用隧道。用隧道窯燒成時(shí)，分別為窯燒成時(shí)，分別為1550155015601560及及1450145015001500。 燒成在氧化焰中進(jìn)行。燒成在氧化焰中進(jìn)行。 第54頁(yè)/共81頁(yè)三、高鋁制品的性質(zhì)三、高鋁制品的性質(zhì) 高鋁制品的重要工作性質(zhì)是高鋁制品的重要工作性質(zhì)是荷重軟化溫度和高荷重軟化溫度和高溫蠕變性。溫蠕變性。 高鋁制品的高溫蠕變性用蠕變速率來(lái)表示。高鋁制品的高溫蠕變性用蠕變速率來(lái)表示。 高鋁磚的蠕變行為，玻璃相起主導(dǎo)作用。高鋁磚的蠕變行為，玻璃相起主導(dǎo)作用。 高鋁制品的熱震穩(wěn)定性差，這與制品的物相組高鋁制品的熱震穩(wěn)定性差

43、，這與制品的物相組成密切相關(guān)。成密切相關(guān)。第55頁(yè)/共81頁(yè)第五節(jié)第五節(jié) 硅線(xiàn)石質(zhì)耐火材料硅線(xiàn)石質(zhì)耐火材料 定義：定義：用天然硅線(xiàn)石系原料生產(chǎn)的用天然硅線(xiàn)石系原料生產(chǎn)的等高鋁質(zhì)制品。等高鋁質(zhì)制品。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有荷具有荷重軟化溫度高，熱震穩(wěn)定性良好，耐重軟化溫度高，熱震穩(wěn)定性良好，耐磨性和抗渣性好。磨性和抗渣性好。 一、原料一、原料 天然產(chǎn)的原料主要有硅線(xiàn)石、紅柱石和藍(lán)晶石天然產(chǎn)的原料主要有硅線(xiàn)石、紅柱石和藍(lán)晶石（A12O3SiO2 ）。）。原料精礦中，原料精礦中，A12O3含量應(yīng)在含量應(yīng)在60左右，雜質(zhì)成分總量一般不應(yīng)超過(guò)左右，雜質(zhì)成分總量一般不應(yīng)超過(guò)23。第56頁(yè)/共81頁(yè)二、生產(chǎn)工藝

44、制磚工藝與高鋁磚生產(chǎn)工藝相同。硅線(xiàn)石和紅柱石直接供制磚料使用，通常以粉料加入到基質(zhì)中，再與礬土熟料顆粒料配合成磚料，制成相當(dāng)于等高鋁制品組成的硅線(xiàn)石質(zhì)耐火材料。第57頁(yè)/共81頁(yè)第六節(jié)第六節(jié) 莫來(lái)石質(zhì)耐火材料莫來(lái)石質(zhì)耐火材料 莫來(lái)石質(zhì)耐火材料莫來(lái)石質(zhì)耐火材料是以人工合成莫來(lái)石是以人工合成莫來(lái)石為為 原料制成的以莫來(lái)石為主晶相的耐火制原料制成的以莫來(lái)石為主晶相的耐火制品。品。 莫來(lái)石制品主要有兩類(lèi)，燒結(jié)莫來(lái)石制莫來(lái)石制品主要有兩類(lèi)，燒結(jié)莫來(lái)石制品和電熔鑄莫來(lái)石制品。品和電熔鑄莫來(lái)石制品。第58頁(yè)/共81頁(yè)一、燒結(jié)法生產(chǎn)莫來(lái)石制品 1 1、原料( (合成莫來(lái)石) ) 合成莫來(lái)石主要是采用燒結(jié)法 (

45、 (或電熔法) )合成。其合成方法是：選用純凈原料，按莫來(lái)石的理論組成(Al2O37l.8，SiO228.2)進(jìn)行配料，經(jīng)過(guò)充分細(xì)磨、成球( (或壓成料塊) )、高溫煅燒( (或電熔) )而成。第59頁(yè)/共81頁(yè) (1)(1)燒結(jié)法合成莫來(lái)石。目前國(guó)內(nèi)外采用的配燒結(jié)法合成莫來(lái)石。目前國(guó)內(nèi)外采用的配方主要有以下幾種。方主要有以下幾種。 天然高鋁礬土天然高鋁礬土+ +高嶺土；高嶺土； 工業(yè)氧化鋁工業(yè)氧化鋁+ +粘土粘土( (高嶺土或蠟石高嶺土或蠟石) )； 工業(yè)氧化鋁工業(yè)氧化鋁+ +硅石；硅石； 工業(yè)氧化鋁工業(yè)氧化鋁+ +高鋁礬土高鋁礬土( (或硅線(xiàn)石系原料精礦或硅線(xiàn)石系原料精礦) )； 剛玉剛玉

46、 (-A1(-A12 2O O3 3)+)+硅石。硅石。第60頁(yè)/共81頁(yè) 燒結(jié)合成莫來(lái)石的生產(chǎn)工藝：燒結(jié)合成莫來(lái)石的生產(chǎn)工藝： 1)1)物料經(jīng)干混、細(xì)磨后成球，在回轉(zhuǎn)窯中煅燒而成；物料經(jīng)干混、細(xì)磨后成球，在回轉(zhuǎn)窯中煅燒而成； 2)2)物料經(jīng)濕法細(xì)磨，壓濾成坯塊，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒；物料經(jīng)濕法細(xì)磨，壓濾成坯塊，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒； 3)3)將工業(yè)氧化鋁和粘土用可塑法壓成坯塊，干燥后在將工業(yè)氧化鋁和粘土用可塑法壓成坯塊，干燥后在 隧道窯內(nèi)煅燒而成。隧道窯內(nèi)煅燒而成。 燒結(jié)法合成莫來(lái)石的工藝因素是原料的純度、細(xì)度和燒結(jié)法合成莫來(lái)石的工藝因素是原料的純度、細(xì)度和 煅燒溫度。煅燒溫度。 第61頁(yè)/共81頁(yè)(2

47、)(2)電熔合成莫來(lái)石電熔合成莫來(lái)石。將配料混合后裝入電弧爐中。將配料混合后裝入電弧爐中熔融合成莫來(lái)石熟料。原料為工業(yè)氧化鋁、燒結(jié)優(yōu)熔融合成莫來(lái)石熟料。原料為工業(yè)氧化鋁、燒結(jié)優(yōu)質(zhì)礬土、高純硅石等。質(zhì)礬土、高純硅石等。 采用合成莫來(lái)石熟料為顆粒料及細(xì)粉，或采用采用合成莫來(lái)石熟料為顆粒料及細(xì)粉，或采用白剛玉、石英粉以及純凈粘土配制成相當(dāng)于莫來(lái)石白剛玉、石英粉以及純凈粘土配制成相當(dāng)于莫來(lái)石組成的混合細(xì)粉。顆粒料和細(xì)粉常用配比為：組成的混合細(xì)粉。顆粒料和細(xì)粉常用配比為： 顆粒料顆粒料45455555，細(xì)粉，細(xì)粉( (0.088mm0.088mm）55554545。 均勻混合后，高壓成型。燒成溫度為均勻

48、混合后，高壓成型。燒成溫度為1550155016001600。第62頁(yè)/共81頁(yè)二、熔鑄莫來(lái)石制品二、熔鑄莫來(lái)石制品 熔鑄莫來(lái)石磚主要由高鋁礬土或工業(yè)氧化熔鑄莫來(lái)石磚主要由高鋁礬土或工業(yè)氧化鋁、粘土或硅石進(jìn)行配料，在電弧爐內(nèi)熔融，鋁、粘土或硅石進(jìn)行配料，在電弧爐內(nèi)熔融，再澆鑄成型及退火制成，其主要礦物成分是莫再澆鑄成型及退火制成，其主要礦物成分是莫來(lái)石。來(lái)石。 1 1組成組成 莫來(lái)石組成為莫來(lái)石組成為3A12O32SiO22Al2O3SiO2，熔融溫度約為，熔融溫度約為18271890間，間，硬度大。硬度大。 第63頁(yè)/共81頁(yè)第64頁(yè)/共81頁(yè)雜質(zhì)對(duì)熔鑄莫來(lái)石制品的影響：雜質(zhì)對(duì)熔鑄莫來(lái)石制品

49、的影響： (1)(1)鐵的氧化物和鐵的氧化物和TiOTiO2 2一樣，可以部分地進(jìn)入一樣，可以部分地進(jìn)入莫來(lái)石固溶體中，對(duì)莫來(lái)石的熔點(diǎn)影響不大，但莫來(lái)石固溶體中，對(duì)莫來(lái)石的熔點(diǎn)影響不大，但增加玻璃含量，并使鑄件的玻璃相部分染成深色，增加玻璃含量，并使鑄件的玻璃相部分染成深色，降低制品的耐火性能。降低制品的耐火性能。 (2)(2)堿金屬氧化物對(duì)莫來(lái)石結(jié)晶及熔液影響嚴(yán)堿金屬氧化物對(duì)莫來(lái)石結(jié)晶及熔液影響嚴(yán)重，可降低莫來(lái)石含量，產(chǎn)生較多的玻璃相。重，可降低莫來(lái)石含量，產(chǎn)生較多的玻璃相。 (3)(3)氧化鈣雖影響較小，但也起阻礙莫來(lái)石析氧化鈣雖影響較小，但也起阻礙莫來(lái)石析晶的作用。晶的作用。 (4)(4

50、)氧化鎂對(duì)莫來(lái)石析晶影響，次于氧化鈣，氧化鎂對(duì)莫來(lái)石析晶影響，次于氧化鈣，少量存在時(shí)，使析晶混合物中出現(xiàn)鎂鋁尖晶石、少量存在時(shí)，使析晶混合物中出現(xiàn)鎂鋁尖晶石、堇青石和剛玉等，相應(yīng)地降低莫來(lái)石數(shù)量。堇青石和剛玉等，相應(yīng)地降低莫來(lái)石數(shù)量。 第65頁(yè)/共81頁(yè) 2 2、原料、原料 通常選用高鋁礬土、鐵通常選用高鋁礬土、鐵礬礬土、工土、工業(yè)氧化鋁及粘土為原料。業(yè)氧化鋁及粘土為原料。 3 3、配料、配料 考慮在高溫熔融時(shí)考慮在高溫熔融時(shí)Si0Si02 2的揮發(fā)和的揮發(fā)和還原反應(yīng)要消耗部分，故實(shí)際配料中鋁硅系數(shù)的還原反應(yīng)要消耗部分，故實(shí)際配料中鋁硅系數(shù)的控制值在控制值在2.52.5左右左右 。 4 4、熔

51、融、熔融 熔融的主要設(shè)備為電弧爐，有固熔融的主要設(shè)備為電弧爐，有固定式和傾動(dòng)式兩種。定式和傾動(dòng)式兩種。 5 5、澆注、澆注 將熔液注入一定形狀和尺寸的模將熔液注入一定形狀和尺寸的模型中，經(jīng)冷卻成為結(jié)構(gòu)致密、組織均一的制品型中，經(jīng)冷卻成為結(jié)構(gòu)致密、組織均一的制品第66頁(yè)/共81頁(yè)6 6、熱處理、熱處理 一般分為結(jié)晶和退火兩個(gè)階段。一般分為結(jié)晶和退火兩個(gè)階段。 (1)(1)結(jié)晶。對(duì)于熔鑄莫來(lái)石制品，希望制品結(jié)晶。對(duì)于熔鑄莫來(lái)石制品，希望制品內(nèi)部的莫來(lái)石結(jié)晶呈纖維狀或細(xì)小晶粒，內(nèi)部的莫來(lái)石結(jié)晶呈纖維狀或細(xì)小晶粒，均勻均勻分布。決定晶粒大小的主要因素是冷卻速度。分布。決定晶粒大小的主要因素是冷卻速度。

52、 (2)(2)退火退火( (鑄件的冷卻鑄件的冷卻) )。析晶后鑄件在冷卻。析晶后鑄件在冷卻過(guò)程中，由于各部分散熱不均勻，使鑄件內(nèi)部過(guò)程中，由于各部分散熱不均勻，使鑄件內(nèi)部存在溫度梯度，產(chǎn)生很大應(yīng)力，會(huì)造成開(kāi)裂或存在溫度梯度，產(chǎn)生很大應(yīng)力，會(huì)造成開(kāi)裂或缺棱、缺角的廢品。冷卻速度越大，廢品產(chǎn)生缺棱、缺角的廢品。冷卻速度越大，廢品產(chǎn)生的傾向也越大。因此，鑄件必須緩慢冷卻。的傾向也越大。因此，鑄件必須緩慢冷卻。第67頁(yè)/共81頁(yè) 退火的方法有兩種，自退火及外部供熱退火。退火的方法有兩種，自退火及外部供熱退火。 自退火是依靠鑄模外部的良好隔熱層，常用蛭石自退火是依靠鑄模外部的良好隔熱層，常用蛭石作隔熱保

53、溫材料層。冷卻速度可由隔熱層的厚度來(lái)調(diào)作隔熱保溫材料層。冷卻速度可由隔熱層的厚度來(lái)調(diào)正。緩冷溫度范圍，主要是在正。緩冷溫度范圍，主要是在1800180011001100，一般控，一般控制在制在60706070h h。 外部供熱退火常采用隧道式退火爐，冷卻速度外部供熱退火常采用隧道式退火爐，冷卻速度可可控制在控制在100100150150h h。 7 7、機(jī)械加工、機(jī)械加工 由于模型形狀不夠正確，澆注時(shí)上由于模型形狀不夠正確，澆注時(shí)上下收縮不一致，產(chǎn)生縮孔，以及鑄下收縮不一致，產(chǎn)生縮孔，以及鑄口及表面皺折等，口及表面皺折等，均需進(jìn)行切割加工，才能使用。均需進(jìn)行切割加工，才能使用。第68頁(yè)/共81

54、頁(yè)第七節(jié)第七節(jié) 剛玉質(zhì)耐火材料剛玉質(zhì)耐火材料 含含A12O3大于大于90的高鋁制品稱(chēng)為剛玉質(zhì)耐火材的高鋁制品稱(chēng)為剛玉質(zhì)耐火材料，亦稱(chēng)氧化鋁制品。料，亦稱(chēng)氧化鋁制品。一、燒結(jié)氧化鋁制品一、燒結(jié)氧化鋁制品所用原料主要是工業(yè)氧化鋁。工業(yè)氧化鋁難以燒結(jié)，所用原料主要是工業(yè)氧化鋁。工業(yè)氧化鋁難以燒結(jié)，為改善其燒結(jié)性，降低燒結(jié)溫度，需將其高度細(xì)粉為改善其燒結(jié)性，降低燒結(jié)溫度，需將其高度細(xì)粉碎并預(yù)燒，也可加入少量促進(jìn)燒結(jié)的加入物。碎并預(yù)燒，也可加入少量促進(jìn)燒結(jié)的加入物。 第69頁(yè)/共81頁(yè)工業(yè)氧化鋁在使用前應(yīng)在工業(yè)氧化鋁在使用前應(yīng)在1350135016001600預(yù)燒使預(yù)燒使-A1-A12 20 03 3轉(zhuǎn)

55、變?yōu)榉€(wěn)定的轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的-Al-Al2 2O O3 3，并能減少制品，并能減少制品的燒成收縮。在實(shí)際預(yù)燒過(guò)程中，由于的燒成收縮。在實(shí)際預(yù)燒過(guò)程中，由于-A1-A12 20 03 3的轉(zhuǎn)變速度比較緩慢，可加入的轉(zhuǎn)變速度比較緩慢，可加入1 13 3的硼酸的硼酸(H(H3 3BOBO3 3) )，以促進(jìn)其更好地轉(zhuǎn)變?yōu)椋源龠M(jìn)其更好地轉(zhuǎn)變?yōu)?Al-Al2 2O O3 3，并可，并可降低預(yù)燒溫度，縮短保溫時(shí)間和提高原料的純度降低預(yù)燒溫度，縮短保溫時(shí)間和提高原料的純度( (原料中的原料中的NaNa2 20 0和和H H3 3BOBO3 3作用，生成揮發(fā)性化合物作用，生成揮發(fā)性化合物硼酸鈉一并跑掉硼酸鈉一并跑

56、掉) )。缺點(diǎn)是燒后材料變硬，不易。缺點(diǎn)是燒后材料變硬，不易細(xì)磨。目前廣泛采用球磨機(jī)和振動(dòng)磨機(jī)細(xì)磨加工。細(xì)磨。目前廣泛采用球磨機(jī)和振動(dòng)磨機(jī)細(xì)磨加工。 第70頁(yè)/共81頁(yè)成型方法則根據(jù)制品用途、性質(zhì)要求、形狀尺寸確定： 1 1、應(yīng)用水懸浮液( (泥漿) )在石膏模內(nèi)進(jìn)行泥漿澆注成型( (坩堝、管子及其他中空制品) )。 2 2、形狀復(fù)雜、尺寸小的制品采用熱壓注或擠壓法成型，在坯料中需加入增塑劑( (如石蠟、糊精、羧甲基纖維素、聚乙烯醇等) )。 3 3、大型制品可采用機(jī)壓或氣錘搗打成型。 制品在1600160018001800燒成，根據(jù)原料的分散度、加入物以及制品的用途和性能要求，采用不同的燒成

57、制度。第71頁(yè)/共81頁(yè) 二、再結(jié)合燒結(jié)剛玉制品二、再結(jié)合燒結(jié)剛玉制品 是以燒結(jié)氧化鋁（燒結(jié)剛玉）為顆粒料，與剛玉是以燒結(jié)氧化鋁（燒結(jié)剛玉）為顆粒料，與剛玉細(xì)粉配制成泥料，經(jīng)成型、干燥和燒成的制品，亦稱(chēng)細(xì)粉配制成泥料，經(jīng)成型、干燥和燒成的制品，亦稱(chēng)剛玉熟料耐火材料。剛玉熟料耐火材料。 1 1、燒結(jié)剛玉、燒結(jié)剛玉 以工業(yè)氧化鋁為原料以工業(yè)氧化鋁為原料細(xì)磨細(xì)磨 (lO( 85 85) ) 酸洗除鐵酸洗除鐵加入適量有機(jī)結(jié)合劑加入適量有機(jī)結(jié)合劑用半干壓制或可塑法制成坯體用半干壓制或可塑法制成坯體大于大于17001700高溫窯高溫窯內(nèi)燒成內(nèi)燒成燒成收縮率為燒成收縮率為18182020。 也可將細(xì)磨后的工業(yè)氧化鋁粉壓球也可將細(xì)磨后的工業(yè)氧化鋁粉壓球( (球直徑球直徑202025mm)25mm)后，經(jīng)后，經(jīng)200200以上溫度干燥，在豎窯內(nèi)燒成，同以上溫度干燥，在豎窯內(nèi)燒成，同樣可制得燒結(jié)的剛玉熟料。樣可制得燒結(jié)的剛玉熟料。 第72頁(yè)/共81頁(yè)2 2、生產(chǎn)工藝要點(diǎn) (1)(1)泥料組成。高純燒結(jié)剛玉制品中，顆粒料和細(xì)粉應(yīng)采用同一成分的純剛玉熟料(細(xì)粉也可采用-Al2O3型的細(xì)小晶粒的氧化鋁)。 泥料的顆粒組成按緊密堆積原則選擇，以大顆粒為骨架，中、小顆粒及細(xì)粉，逐