關(guān)于 硅質(zhì)耐火材料

1、第四章第四章 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： 第四章第四章 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料緒緒 言言概念：概念：硅質(zhì)耐火材料是指以硅質(zhì)耐火材料是指以SiO2為主要化學(xué)組成（為主要化學(xué)組成（ 2 ）的耐火材料。）的耐火材料。2. 分類(lèi)：分類(lèi)：包括普通硅磚、特種硅磚、石英玻璃及其制品。包括普通硅磚、特種硅磚、石英玻璃及其制品。 3. 性質(zhì)及應(yīng)用性質(zhì)及應(yīng)用硅質(zhì)制品屬典型的酸性耐火材料，抗酸性渣侵蝕能力強(qiáng)，易受堿硅質(zhì)制品屬典型的酸性耐火材料，抗酸性渣侵蝕能力強(qiáng)，易受堿性渣強(qiáng)烈侵蝕。荷重軟化溫度高，接近于鱗石英、方石英的熔點(diǎn)性渣強(qiáng)烈侵蝕。荷重軟化溫度高，接近于鱗石英、方石英的熔點(diǎn)（167

2、0、1710）。但耐火度較低，熱震穩(wěn)定性差。）。但耐火度較低，熱震穩(wěn)定性差。硅磚主要用于砌筑焦?fàn)t、玻璃熔窯及其他有酸性熔渣產(chǎn)生的熱工設(shè)硅磚主要用于砌筑焦?fàn)t、玻璃熔窯及其他有酸性熔渣產(chǎn)生的熱工設(shè)備。備。4-1 硅磚的組成、顯微結(jié)構(gòu)與性質(zhì)硅磚的組成、顯微結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、硅磚的組成、結(jié)構(gòu)及其與制品性質(zhì)關(guān)系一、硅磚的組成、結(jié)構(gòu)及其與制品性質(zhì)關(guān)系第四章第四章 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料化學(xué)組成（化學(xué)組成（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOR2O93980.52.50.32.50.22.71.01.5礦物組成（礦物組成（%）鱗石英鱗石英方石英方石英石石 英英玻璃相玻璃相3702080315410硅磚的組成

3、：硅磚的組成：根據(jù)使用要求的不同，或者所用原料及生產(chǎn)根據(jù)使用要求的不同，或者所用原料及生產(chǎn)工藝的不同，硅磚的化學(xué)礦物組成范圍如下：工藝的不同，硅磚的化學(xué)礦物組成范圍如下：一、硅磚的組成、結(jié)構(gòu)及其與制品性質(zhì)關(guān)系一、硅磚的組成、結(jié)構(gòu)及其與制品性質(zhì)關(guān)系第四章第四章 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料硅磚的一般顯微結(jié)構(gòu)：硅磚的一般顯微結(jié)構(gòu)：T：鱗石英：鱗石英C：方石英：方石英Q：殘余石英：殘余石英G：玻璃相：玻璃相 硅磚真比重硅磚真比重鱗石英，鱗石英，%方石英，方石英，%石英，石英，%玻璃相，玻璃相，%2.338013172.347217382.376317912.396015962.40581212182.4

4、253121718硅磚真比重與礦物組成的關(guān)系硅磚真比重與礦物組成的關(guān)系 硅磚的密度一般應(yīng)小于硅磚的密度一般應(yīng)小于2.38 g/cm3優(yōu)質(zhì)硅磚的密度在優(yōu)質(zhì)硅磚的密度在2.322.36 g/cm3一、硅磚的組成、結(jié)構(gòu)及其與制品性質(zhì)關(guān)系一、硅磚的組成、結(jié)構(gòu)及其與制品性質(zhì)關(guān)系 組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系： 組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：方石英含量與侵蝕量的關(guān)系方石英含量與侵蝕量的關(guān)系 （熔點(diǎn)（熔點(diǎn)17231723） 0204060801000.00.51.01.52.02.53.0 侵蝕量/mm方石英含量/%1400oC1500oC 組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：組成、

5、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系： 組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系： 組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：二、硅磚的性質(zhì)二、硅磚的性質(zhì)第四章第四章 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料硅磚的密度一般應(yīng)小于硅磚的密度一般應(yīng)小于2.38 g/cm3優(yōu)質(zhì)硅磚的密度在優(yōu)質(zhì)硅磚的密度在2.322.36 g/cm3優(yōu)質(zhì)硅磚的理化性能優(yōu)質(zhì)硅磚的理化性能 中國(guó)中國(guó)LPBG-96中國(guó)中國(guó)LBG-96德國(guó)德國(guó)DIDER日本日本旭硝子旭硝子美國(guó)美國(guó)VEGA英國(guó)英國(guó)皮爾金頓皮爾金頓SiO2 97.696.5495.998.595.6496.18Fe2O3 0.350.670.480.90.710.52 熔融指數(shù)熔融指

6、數(shù) （Al2O3+2R2O）0.350.410.540.640.39真密度真密度 g/cm32.332.332.322.332.322.33顯氣孔率顯氣孔率 171821.72020.322常溫耐壓強(qiáng)度常溫耐壓強(qiáng)度MPa45383235.656.80.2MPa荷重軟化荷重軟化開(kāi)始溫度開(kāi)始溫度 169016801680167516901680重?zé)€(xiàn)變化率重?zé)€(xiàn)變化率14502h +0.2+0.1+0.19方石英方石英 55354055殘余石英殘余石英 2035二、硅磚的性質(zhì)二、硅磚的性質(zhì)4-2 硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)一、一、SiO2的多晶轉(zhuǎn)變關(guān)系的多晶轉(zhuǎn)變關(guān)系第四章

7、第四章 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料-石英石英亞亞 穩(wěn)穩(wěn)方石英方石英-鱗石英鱗石英-方石英方石英熔體熔體石英玻璃石英玻璃-鱗石英鱗石英-鱗石英鱗石英-石英石英-方石英方石英亞亞 穩(wěn)穩(wěn)方石英方石英+0.82%無(wú)礦化劑存在時(shí)無(wú)礦化劑存在時(shí)有礦化劑存在時(shí)有礦化劑存在時(shí)+0.20%+0.28%+2.8%+ 12.7%+ 4.7%4-2 硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ) SiO2變體的性質(zhì)變體的性質(zhì)變體名稱(chēng)變體名稱(chēng)穩(wěn)定溫度，穩(wěn)定溫度，晶系晶系結(jié)晶習(xí)性結(jié)晶習(xí)性常溫下真比重常溫下真比重熔點(diǎn)熔點(diǎn),-石英石英573三方三方柱狀柱狀2.6511713-石英石英573870六方六方2.533-鱗石英

8、鱗石英常溫常溫117斜方斜方矛頭狀雙晶矛頭狀雙晶2.272.35（天然）（天然）2.2622.285（人工）（人工）1670-鱗石英鱗石英117163六方六方2.24-鱗石英鱗石英8701470六方六方蜂窩狀結(jié)構(gòu)蜂窩狀結(jié)構(gòu)2.228-方石英方石英180270斜方斜方2.332.34（天然）（天然）2.312.32（人工）（人工）1730-方石英方石英14701713等軸等軸2.229石英玻璃石英玻璃1713非晶質(zhì)非晶質(zhì)2.203-石英石英亞亞 穩(wěn)穩(wěn)方石英方石英-鱗石英鱗石英-方石英方石英熔體熔體石英玻璃石英玻璃-鱗石英鱗石英-鱗石英鱗石英-石英石英-方石英方石英亞亞 穩(wěn)穩(wěn)方石英方石英+0.82

9、%無(wú)礦化劑存在時(shí)無(wú)礦化劑存在時(shí)有礦化劑存在時(shí)有礦化劑存在時(shí)+0.20%+0.28%+2.8%+ 12.7%+ 4.7% 由由-石英轉(zhuǎn)化為石英轉(zhuǎn)化為-鱗石英或鱗石英或-方石英時(shí)，不管有無(wú)礦化劑存在，方石英時(shí)，不管有無(wú)礦化劑存在，均要先轉(zhuǎn)化為半安定方石英，然后再繼續(xù)轉(zhuǎn)化下去。均要先轉(zhuǎn)化為半安定方石英，然后再繼續(xù)轉(zhuǎn)化下去。 鱗石英的生成必須有礦化劑（雜質(zhì)）的存在，純石英加熱時(shí)形成鱗石英的生成必須有礦化劑（雜質(zhì)）的存在，純石英加熱時(shí)形成不了鱗石英，而只可能有石英和方石英兩種變體。不了鱗石英，而只可能有石英和方石英兩種變體。另外另外由上圖可見(jiàn)由上圖可見(jiàn)：1）鱗石英可在磚體結(jié)構(gòu)中形成由矛頭狀雙晶構(gòu)成的相互

10、交錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)）鱗石英可在磚體結(jié)構(gòu)中形成由矛頭狀雙晶構(gòu)成的相互交錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，賦予制品較高的荷軟溫度及機(jī)械強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)，賦予制品較高的荷軟溫度及機(jī)械強(qiáng)度。 硅磚礦物組成中，要求有大量鱗石英存在，而不希望有殘余石硅磚礦物組成中，要求有大量鱗石英存在，而不希望有殘余石英和方石英存在，尤其是殘余石英。英和方石英存在，尤其是殘余石英。原因在于：原因在于：4-2 硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)鱗石英矛頭狀雙晶鱗石英矛頭狀雙晶2）三種石英變體中，）三種石英變體中，鱗石英的熱膨脹率隨溫度變化比較均勻，且鱗石英的熱膨脹率隨溫度變化比較均勻，且當(dāng)當(dāng)T600后，后，具有最小的熱膨脹率。因此，鱗石英含量

11、高時(shí)有具有最小的熱膨脹率。因此，鱗石英含量高時(shí)有利于改善制品的抗熱震性和高溫體積穩(wěn)定性。利于改善制品的抗熱震性和高溫體積穩(wěn)定性。 硅磚礦物組成中，要求有大量鱗石英存在，而不希望有殘余石硅磚礦物組成中，要求有大量鱗石英存在，而不希望有殘余石英和方石英存在，尤其是殘余石英。英和方石英存在，尤其是殘余石英。原因在于：原因在于：4-2 硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)4-2 硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)2）鱗石英各變體之間發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變時(shí)，引起的體積效應(yīng)最?。[石英各變體之間發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變時(shí)，引起的體積效應(yīng)最小（0.40%），故具有較好的體積穩(wěn)定性。），故具有較

12、好的體積穩(wěn)定性。雖然方石英的熔點(diǎn)最高（雖然方石英的熔點(diǎn)最高（1713）（鱗石英）（鱗石英 1670 ，石英，石英1600 ），其量增多有利于提高制品的耐火度，但從體積穩(wěn)定性看，），其量增多有利于提高制品的耐火度，但從體積穩(wěn)定性看，方石英在晶型轉(zhuǎn)變時(shí)，引起的體積變化最大（方石英在晶型轉(zhuǎn)變時(shí)，引起的體積變化最大（2.8%）。另外，方）。另外，方石英含量提高也會(huì)導(dǎo)致制品的抗渣性能降低。石英含量提高也會(huì)導(dǎo)致制品的抗渣性能降低。硅磚中方石英含量與渣侵蝕量的關(guān)系硅磚中方石英含量與渣侵蝕量的關(guān)系4-2 硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ) 所以，一般希望燒成的硅磚中有盡可能多的鱗石英存在，其

13、次所以，一般希望燒成的硅磚中有盡可能多的鱗石英存在，其次是方石英，殘余石英越少越好。是方石英，殘余石英越少越好。 殘余石英在制品于高溫下使用時(shí)，會(huì)繼續(xù)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生殘余石英在制品于高溫下使用時(shí)，會(huì)繼續(xù)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生較大的體積膨脹，導(dǎo)致制品結(jié)構(gòu)松散。較大的體積膨脹，導(dǎo)致制品結(jié)構(gòu)松散。鱗石英矛頭狀雙晶鱗石英矛頭狀雙晶第四章第四章 硅質(zhì)耐火材料硅質(zhì)耐火材料4-2 硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)硅質(zhì)耐火材料生產(chǎn)的理化基礎(chǔ)二、硅磚生產(chǎn)中礦化劑的作用及影響其效能的因素二、硅磚生產(chǎn)中礦化劑的作用及影響其效能的因素（一）礦化劑的作用（一）礦化劑的作用1. 在高溫下促使石英轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英和方石英，而又不顯著在

14、高溫下促使石英轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英和方石英，而又不顯著降低制品的耐火度。降低制品的耐火度。2. 防止磚坯燒成時(shí)因發(fā)生急劇體積效應(yīng)而產(chǎn)生的松散和開(kāi)防止磚坯燒成時(shí)因發(fā)生急劇體積效應(yīng)而產(chǎn)生的松散和開(kāi)裂裂礦化劑的存在導(dǎo)致形成一定量的液相，從而緩沖磚礦化劑的存在導(dǎo)致形成一定量的液相，從而緩沖磚坯因體積變化而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。坯因體積變化而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。二、硅磚生產(chǎn)中礦化劑的作用及影響其效能的因素二、硅磚生產(chǎn)中礦化劑的作用及影響其效能的因素（二）礦化劑的作用機(jī)理（二）礦化劑的作用機(jī)理（1） -石英石英 半安定方石英半安定方石英 足量的礦化劑（足量的礦化劑（C）存在）存在12001470AB同時(shí)：同時(shí)： A + B +

15、 C L（2） 液相形成后，更促使液相形成后，更促使A、B不斷的熔入液相，使之成為過(guò)飽和不斷的熔入液相，使之成為過(guò)飽和熔體，然后以穩(wěn)定的鱗石英從熔體析出：熔體，然后以穩(wěn)定的鱗石英從熔體析出： L 鱗石英鱗石英 （3） 液相的存在緩沖著晶型轉(zhuǎn)變所引起的體積膨脹應(yīng)力，防止制液相的存在緩沖著晶型轉(zhuǎn)變所引起的體積膨脹應(yīng)力，防止制品開(kāi)裂和結(jié)構(gòu)松散。品開(kāi)裂和結(jié)構(gòu)松散。（三）影響礦化劑效能的因素（三）影響礦化劑效能的因素主要包括礦化劑的種類(lèi)（性質(zhì)），以及因其而形成的液相的性質(zhì)。主要包括礦化劑的種類(lèi)（性質(zhì)），以及因其而形成的液相的性質(zhì)。1. 礦化劑種類(lèi)礦化劑種類(lèi)礦化劑與石英作用礦化劑與石英作用 形成液相的溫度

16、越低，則礦化劑的作用越強(qiáng)，形成液相的溫度越低，則礦化劑的作用越強(qiáng)，越有利于亞穩(wěn)方石英向鱗石英轉(zhuǎn)化。越有利于亞穩(wěn)方石英向鱗石英轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成低共熔點(diǎn)溫度（低共熔點(diǎn)溫度（）Na2O-SiO2728FeO-SiO21178MnO-SiO21291CaO-SiO21436MgO-SiO21543TiO2-SiO21550CaO-Al2O3-SiO21170顯然，堿金屬氧化物的礦顯然，堿金屬氧化物的礦化作用最強(qiáng)，其次是化作用最強(qiáng)，其次是FeO、MnO等，再次是等，再次是CaO、MgO等。但是，當(dāng)有等。但是，當(dāng)有Al2O3存在時(shí)，存在時(shí)，CaO-Al2O3-SiO2 系統(tǒng)可望在系統(tǒng)可望在1170開(kāi)

17、始出現(xiàn)液相。開(kāi)始出現(xiàn)液相。可見(jiàn)在有其他雜質(zhì)存在時(shí)，可見(jiàn)在有其他雜質(zhì)存在時(shí)，CaO也是強(qiáng)的礦化劑。也是強(qiáng)的礦化劑。二、硅磚生產(chǎn)中礦化劑的作用及影響其效能的因素二、硅磚生產(chǎn)中礦化劑的作用及影響其效能的因素二、硅磚生產(chǎn)中礦化劑的作用及影響其效能的因素二、硅磚生產(chǎn)中礦化劑的作用及影響其效能的因素（三）影響礦化劑效能的因素（三）影響礦化劑效能的因素2. 高溫下液相的粘度、對(duì)石英和方石英的潤(rùn)濕溶解能力。高溫下液相的粘度、對(duì)石英和方石英的潤(rùn)濕溶解能力。粘粘度小、潤(rùn)濕溶解能力大的礦化作用強(qiáng)。度小、潤(rùn)濕溶解能力大的礦化作用強(qiáng)。3. 高溫下液相被高溫下液相被SiO2飽和的難易程度，即液相的析晶能力。飽和的難易程度

18、，即液相的析晶能力。這一點(diǎn)與硅酸鹽熔體的結(jié)構(gòu)（這一點(diǎn)與硅酸鹽熔體的結(jié)構(gòu)（O/Si比值）有關(guān)。熔體中高聚合比值）有關(guān)。熔體中高聚合物濃度大時(shí)，尤其是當(dāng)物濃度大時(shí)，尤其是當(dāng)O/Si比值比值=2.12.5時(shí)，時(shí)， -鱗石英容易鱗石英容易從熔體中大量析出。從熔體中大量析出。（四）硅磚生產(chǎn)中礦化劑的選擇（四）硅磚生產(chǎn)中礦化劑的選擇 礦化劑選擇的總原則是礦化劑選擇的總原則是既要考慮其礦化作用的強(qiáng)弱，形既要考慮其礦化作用的強(qiáng)弱，形成液相溫度要低（成液相溫度要低（ 1470，鱗石英的最高穩(wěn)定溫度）；還需，鱗石英的最高穩(wěn)定溫度）；還需考慮原料的配料，以及礦化劑對(duì)制品性能的綜合影響?？紤]原料的配料，以及礦化劑對(duì)制

19、品性能的綜合影響。 能與能與SiO2作用，并在較低的溫度下（一般應(yīng)低于作用，并在較低的溫度下（一般應(yīng)低于13001350）形成液相）形成液相，且對(duì)系統(tǒng)的耐火度降低不大。且對(duì)系統(tǒng)的耐火度降低不大。 能夠形成足夠數(shù)量的液相。液相應(yīng)具有較低的粘度及較強(qiáng)的能夠形成足夠數(shù)量的液相。液相應(yīng)具有較低的粘度及較強(qiáng)的潤(rùn)濕石英顆粒表面的能力。液相的數(shù)量隨溫度升高變化不大。潤(rùn)濕石英顆粒表面的能力。液相的數(shù)量隨溫度升高變化不大。 液相的結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于鱗石英析晶液相的結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于鱗石英析晶即液相的即液相的 O/Si =2.5，液，液相中陰離子團(tuán)為相中陰離子團(tuán)為Si2O52-，溶解不穩(wěn)定變體（，溶解不穩(wěn)定變體（-石英、石英

20、、亞穩(wěn)方石亞穩(wěn)方石英）能力較強(qiáng)，而在英）能力較強(qiáng)，而在1470以下對(duì)穩(wěn)定變體（鱗石英）溶解能力以下對(duì)穩(wěn)定變體（鱗石英）溶解能力很小。很小。 礦化作用不過(guò)于激烈，燒后制品不產(chǎn)生裂紋。礦化作用不過(guò)于激烈，燒后制品不產(chǎn)生裂紋。 礦化劑為非水溶性物質(zhì)，且在坯體中易于分布均勻；價(jià)格合礦化劑為非水溶性物質(zhì)，且在坯體中易于分布均勻；價(jià)格合理，易于制備。理，易于制備。（四）硅磚生產(chǎn)中礦化劑的選擇（四）硅磚生產(chǎn)中礦化劑的選擇 理想的礦化劑應(yīng)具備如下條件：理想的礦化劑應(yīng)具備如下條件：（四）硅磚生產(chǎn)中礦化劑的選擇（四）硅磚生產(chǎn)中礦化劑的選擇實(shí)際生產(chǎn)中，廣泛采用的礦化劑是實(shí)際生產(chǎn)中，廣泛采用的礦化劑是“CaO(石灰乳

21、石灰乳) + FeO/Fe2O3(鐵鱗鐵鱗)”，加入量一般為，加入量一般為 CaO 22.5%，F(xiàn)eO(Fe2O3) 0.51.0%，即總加入量即總加入量 34%。因?yàn)椋骸Ｒ驗(yàn)椋?. 該系統(tǒng)的始熔溫度較低：該系統(tǒng)的始熔溫度較低： 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成低共熔點(diǎn)溫度（低共熔點(diǎn)溫度（）FeO-SiO21178CaO-SiO21436CaO-Al2O3-SiO21170CaO-FeO-SiO211052. CaO既有足夠的礦化作既有足夠的礦化作用，又對(duì)硅磚的耐火度降用，又對(duì)硅磚的耐火度降低不大。低不大。如上所述，堿金屬氧化物的礦化作用最強(qiáng)，其次是如上所述，堿金屬氧化物的礦化作用最強(qiáng)，其次是FeO、MnO等

22、，等，再次是再次是CaO、MgO等。但堿金屬氧化物一般不能用作礦化劑，等。但堿金屬氧化物一般不能用作礦化劑，原因包括：降低制品高溫性能；生坯干燥泛堿原因包括：降低制品高溫性能；生坯干燥泛堿易使制品燒成時(shí)易使制品燒成時(shí)開(kāi)裂。開(kāi)裂。（四）硅磚生產(chǎn)中礦化劑的選擇（四）硅磚生產(chǎn)中礦化劑的選擇3. CaO可以改善坯料的結(jié)合性和可塑性，使磚坯具有足夠的干可以改善坯料的結(jié)合性和可塑性，使磚坯具有足夠的干燥強(qiáng)度。燥強(qiáng)度。因?yàn)橐驗(yàn)镃a(OH)2是一種氣硬性膠凝性物質(zhì)。是一種氣硬性膠凝性物質(zhì)。4. 氧化鐵的加入可以顯著降低液相出現(xiàn)的溫度及其粘度，既提氧化鐵的加入可以顯著降低液相出現(xiàn)的溫度及其粘度，既提高鱗石英的生

23、成量，又可緩解內(nèi)熱應(yīng)力，減小制品的開(kāi)裂。高鱗石英的生成量，又可緩解內(nèi)熱應(yīng)力，減小制品的開(kāi)裂。以鐵鱗做礦化劑時(shí)，要求以鐵鱗做礦化劑時(shí)，要求FeO+Fe2O390%，0.088mm 的的顆粒顆粒80%，0.5mm 的顆粒的顆粒1%2%。礦化劑的總加入量通常不礦化劑的總加入量通常不應(yīng)超過(guò)應(yīng)超過(guò)3%4%，否則會(huì)，否則會(huì)強(qiáng)烈降低系統(tǒng)的耐火度。強(qiáng)烈降低系統(tǒng)的耐火度。一般的礦化劑配合加入情一般的礦化劑配合加入情況如表所示。況如表所示。原料種類(lèi)原料種類(lèi)硅磚品種硅磚品種FeO+Fe2O3 /%CaO /%結(jié)晶硅石結(jié)晶硅石1焦?fàn)t磚焦?fàn)t磚0.50.82.03.0結(jié)晶硅石結(jié)晶硅石2焦?fàn)t磚焦?fàn)t磚1.02.02.5結(jié)晶硅

24、石結(jié)晶硅石2電爐磚電爐磚1.01.41.7膠結(jié)硅石膠結(jié)硅石1焦?fàn)t磚焦?fàn)t磚0.51.82.5膠結(jié)硅石膠結(jié)硅石1電爐磚電爐磚0.31.41.75礦化劑的加入量礦化劑的加入量4-3 硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn) 生產(chǎn)工藝過(guò)程生產(chǎn)工藝過(guò)程與粘土磚的相似：與粘土磚的相似：廢廢 磚磚 硅硅 石石 粗粗 碎碎 中中 碎碎 合格顆粒料合格顆粒料 粗粗 碎碎 中中 碎碎 洗洗 滌滌 篩篩 分分 合格料合格料 配配 料料 管磨機(jī)管磨機(jī) 混混 練練 成成 型型 干干 燥燥 燒燒 成成 檢驗(yàn)包裝檢驗(yàn)包裝 （+）礦化劑礦化劑 結(jié)合劑結(jié)合劑（紙漿廢液）（紙漿廢液） 篩篩 分分 （+）分類(lèi)分類(lèi)巖石分類(lèi)巖石分類(lèi) 顯微

25、結(jié)構(gòu)和特征顯微結(jié)構(gòu)和特征舉例舉例結(jié)晶結(jié)晶硅石硅石脈石英脈石英石英巖石英巖變質(zhì)石英巖變質(zhì)石英巖石英砂石英砂晶粒很大，純凈，轉(zhuǎn)變困難晶粒很大，純凈，轉(zhuǎn)變困難晶粒較小，純凈，中速轉(zhuǎn)變晶粒較小，純凈，中速轉(zhuǎn)變晶粒受地殼壓力而發(fā)生扭曲，易轉(zhuǎn)變晶粒受地殼壓力而發(fā)生扭曲，易轉(zhuǎn)變晶粒較大，純度不定晶粒較大，純度不定吉林吉林本溪本溪包頭包頭膠結(jié)膠結(jié)硅石硅石砂巖砂巖玉髓玉髓燧石巖燧石巖以膠結(jié)石英為基質(zhì)的砂巖以膠結(jié)石英為基質(zhì)的砂巖由玉髓組成由玉髓組成以玉髓為基質(zhì)以玉髓為基質(zhì)武漢武漢山西山西一、原一、原 料料1. 硅石：硅石：用于硅磚生產(chǎn)的硅石原料要求用于硅磚生產(chǎn)的硅石原料要求SiO2含量含量96%，同時(shí)，同時(shí)還要考

26、慮其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要求其晶粒較粗，結(jié)構(gòu)致密，否則制磚還要考慮其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要求其晶粒較粗，結(jié)構(gòu)致密，否則制磚燒成時(shí)易松散。燒成時(shí)易松散。4-3 硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)2. 廢硅磚：廢硅磚：加入廢硅磚可以減小硅磚的燒成膨脹，提高成品加入廢硅磚可以減小硅磚的燒成膨脹，提高成品率。但廢硅磚的加入量通常率。但廢硅磚的加入量通常20%。3. 礦化劑：礦化劑： 包括石灰乳、鐵鱗、平爐渣、硫酸渣等。包括石灰乳、鐵鱗、平爐渣、硫酸渣等。用于硅磚生產(chǎn)的石灰乳用于硅磚生產(chǎn)的石灰乳的質(zhì)量要求為：的質(zhì)量要求為：CaO90%; (CaCO3+MgCO3) 5%(Al2O3+Fe2O3+SiO2) 5%用于硅磚生

27、產(chǎn)的鐵鱗用于硅磚生產(chǎn)的鐵鱗的質(zhì)量要求為：的質(zhì)量要求為：(FeO+Fe2O3) 90%; 0.5mm的顆粒的顆粒12%；0.088mm的顆粒的顆粒80%4-3 硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)硅磚的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)一、原一、原 料料廢硅磚要求廢硅磚要求SiO293%，耐火度，耐火度1670，吸水率，吸水率4.0，作用：減少膨脹，但會(huì)降低制品的耐火度和機(jī)械強(qiáng)度，提高氣作用：減少膨脹，但會(huì)降低制品的耐火度和機(jī)械強(qiáng)度，提高氣孔率。孔率。二、硅磚生產(chǎn)工藝要點(diǎn)二、硅磚生產(chǎn)工藝要點(diǎn)1. 配料：配料：硅磚生產(chǎn)配料，細(xì)顆粒配比應(yīng)適當(dāng)大些，且臨界顆硅磚生產(chǎn)配料，細(xì)顆粒配比應(yīng)適當(dāng)大些，且臨界顆粒尺寸不宜太大，一般以粒尺寸不宜太大，一

28、般以23mm為宜。這樣有利于減小硅磚為宜。這樣有利于減小硅磚的燒成膨脹和開(kāi)裂，也有利于提高鱗石英的生成量的燒成膨脹和開(kāi)裂，也有利于提高鱗石英的生成量大顆大顆粒溶解慢、轉(zhuǎn)變慢。粒溶解慢、轉(zhuǎn)變慢。2. 成型：成型：關(guān)鍵是調(diào)整好坯料的顆粒組成、水分和礦化劑、結(jié)關(guān)鍵是調(diào)整好坯料的顆粒組成、水分和礦化劑、結(jié)合劑等含量，同時(shí)采取較高的成型壓力，以保證磚坯的密度合劑等含量，同時(shí)采取較高的成型壓力，以保證磚坯的密度和強(qiáng)度。成型壓力一般應(yīng)和強(qiáng)度。成型壓力一般應(yīng)100150 MPa，生坯密度控制為，生坯密度控制為2.22.3g/cm3。臨界粒度：顆粒大易壓碎、轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹大而易開(kāi)裂；臨界粒度：顆粒大易壓碎、轉(zhuǎn)變

29、時(shí)體積膨脹大而易開(kāi)裂；細(xì)粉數(shù)量：轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹小、與礦化劑作用及燒結(jié)性增強(qiáng)細(xì)粉數(shù)量：轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹小、與礦化劑作用及燒結(jié)性增強(qiáng)31mm: 3545 % %; 10.088mm：2025；0.088mm: 3540 % %二、硅磚生產(chǎn)工藝要點(diǎn)二、硅磚生產(chǎn)工藝要點(diǎn)3. 燒成：燒成： 硅磚燒成的控制難度較大，原因在于：硅磚燒成的控制難度較大，原因在于： 硅磚燒成時(shí)硅磚燒成時(shí)產(chǎn)生的體積膨脹較大；產(chǎn)生的體積膨脹較大；燒成時(shí)產(chǎn)生的液相較少（燒成時(shí)產(chǎn)生的液相較少（10%）。）。3.1 燒成溫度：燒成溫度：控制為控制為1430，過(guò)高會(huì)導(dǎo)致方石英量增多。，過(guò)高會(huì)導(dǎo)致方石英量增多。3.2 保溫時(shí)間：保溫時(shí)間：在最

30、高燒成溫度下，要注意根據(jù)制品的形狀大小、在最高燒成溫度下，要注意根據(jù)制品的形狀大小、質(zhì)量要求等因素，進(jìn)行足夠時(shí)間的保溫。通常保溫時(shí)間在質(zhì)量要求等因素，進(jìn)行足夠時(shí)間的保溫。通常保溫時(shí)間在2048 h 之內(nèi)選擇。之內(nèi)選擇。3.3 冷卻制度：冷卻制度：最高燒成溫度最高燒成溫度600800：快冷：快冷600800常溫：慢冷常溫：慢冷3.4 燒成曲線(xiàn)制定原則：燒成曲線(xiàn)制定原則：按一定速度平穩(wěn)升溫，止火溫度正確，弱還原氣氛燒成。按一定速度平穩(wěn)升溫，止火溫度正確，弱還原氣氛燒成。燒成制度制訂原則：燒成制度制訂原則： 石英的相變石英的相變（石英（石英，石英石英 方石英方石英 方石英）方石英） 原料的轉(zhuǎn)變速度原

31、料的轉(zhuǎn)變速度（快速轉(zhuǎn)變，升溫和止火溫度（快速轉(zhuǎn)變，升溫和止火溫度） 添加物的數(shù)量和性質(zhì)添加物的數(shù)量和性質(zhì)（液相多，升溫（液相多，升溫） 磚塊的形狀大小磚塊的形狀大小（大塊及異型，升溫（大塊及異型，升溫） 20600 20 小時(shí)（快）小時(shí)（快） 6001100 25 小時(shí)（最快）小時(shí)（最快） 11001300 10 小時(shí)小時(shí) 13001350 5 小時(shí)（慢）小時(shí)（慢） 13501430 2 小時(shí)（最慢）小時(shí)（最慢）二、硅磚生產(chǎn)工藝要點(diǎn)二、硅磚生產(chǎn)工藝要點(diǎn) （1） 150 自由水自由水 （2） 450500 Ca(OH)2分解，磚坯結(jié)合強(qiáng)度分解，磚坯結(jié)合強(qiáng)度 （3） 550650 石英石英石英石英

32、 （4） 600700 CaO與與SiO2的固相反應(yīng)開(kāi)始，磚坯結(jié)合強(qiáng)度的固相反應(yīng)開(kāi)始，磚坯結(jié)合強(qiáng)度 2CaO SiO2 2CaOSiO2 2CaOSiO2SiO22（CaOSiO2） （5）10001100 生成固溶體：生成固溶體： CaOSiO2FeOSiO2CaOSiO2FeOSiO2 （6）1200： 與雜質(zhì)如與雜質(zhì)如Al2O3、Na2O等作用形成液相等作用形成液相（8-10 %），）， 潤(rùn)濕石英顆粒，石英轉(zhuǎn)變速度潤(rùn)濕石英顆粒，石英轉(zhuǎn)變速度。 （7）13001350 鱗石英和方石英鱗石英和方石英 （8）13501430 鱗石英鱗石英，方石英，方石英3.5 硅磚燒成過(guò)程中的主要物理化學(xué)變化硅磚燒成過(guò)程中的主要物理化學(xué)變化2、硅鉻磚、硅鉻磚：抗氧化鐵和熔渣侵蝕性強(qiáng)：抗氧化鐵和熔渣侵蝕性強(qiáng)3、硅鋯磚和硅堇青石磚：、硅鋯磚和硅堇青石磚：高熱震穩(wěn)定性高熱震穩(wěn)定性4、硅碳化硅磚：、硅碳化硅磚：高熱震穩(wěn)定性、耐磨性、高熱震穩(wěn)定性、耐磨性、 熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率4-3 特種硅磚特種硅磚1、高