第三章硅酸鋁系耐火材料-硅質(zhì)耐火材料

1、2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院2 Al2O3-SiO2二元系統(tǒng)二元系統(tǒng) 雜質(zhì)對(duì)雜質(zhì)對(duì)Al2O3-SiO2二元系統(tǒng)的影響二元系統(tǒng)的影響 Al2O3-SiO2系制品的生產(chǎn)工藝系制品的生產(chǎn)工藝 Al2O3-SiO2系制品的性能系制品的性能2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院3概況概況Al2O3- SiO2系耐火材料系耐火材料:硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、 氧化鋁質(zhì)。氧化鋁質(zhì)。 ： 93% :1530%，酸性，略有膨脹（不定型，酸性，略有膨脹（不定型 耐火材耐火材料的膨脹劑）料的膨脹劑）; : 3046%（我國為（我國為48%），具有較高的高溫），具有較高的高溫性能，適應(yīng)性強(qiáng)；陶瓷的主要原料

2、性能，適應(yīng)性強(qiáng)；陶瓷的主要原料; : 46% ，（又可分為，（又可分為I 、II 、III等三等三 等，等，耐火度和熱震性隨耐火度和熱震性隨A S 、 量變化；量變化； 95%2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院4：冶金工業(yè)（高爐、熱風(fēng)爐、蓄熱室、：冶金工業(yè)（高爐、熱風(fēng)爐、蓄熱室、加熱爐、加熱爐、 均熱爐、退火爐及鑄錠系統(tǒng)等）、均熱爐、退火爐及鑄錠系統(tǒng)等）、建材工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、石油化工工業(yè)、動(dòng)建材工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、石油化工工業(yè)、動(dòng)力工業(yè)以及輕工力工業(yè)以及輕工 業(yè)等。業(yè)等。2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院57278%可分為兩個(gè)子二元系：可分為兩個(gè)子二元系： 一、一、 二元系的情況二元系的情況2

3、05017232022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院6 的連續(xù)變化，可以生產(chǎn)出剛玉的連續(xù)變化，可以生產(chǎn)出剛玉 質(zhì)、質(zhì)、I、II、III等高鋁質(zhì)，粘土質(zhì)、半硅質(zhì)、等高鋁質(zhì)，粘土質(zhì)、半硅質(zhì)、 硅質(zhì)耐火材料；硅質(zhì)耐火材料；2、莫來石組成為產(chǎn)品種類明顯變化的分界、莫來石組成為產(chǎn)品種類明顯變化的分界 線；線； 莫來石組成：莫來石組成： 熔點(diǎn)：熔點(diǎn)：1850 莫來石組成的高鋁磚（特等、一等和莫來石組成的高鋁磚（特等、一等和高二等）、剛玉磚基本晶相組成為：莫來石、剛玉高二等）、剛玉磚基本晶相組成為：莫來石、剛玉或剛玉?；騽傆?。 90%加入量加入量90%）、）、 平爐渣、硫酸渣、軟錳礦等。平爐渣、硫酸渣、軟錳礦

4、等。 石灰乳、硅酸鹽水泥、亞硫酸紙石灰乳、硅酸鹽水泥、亞硫酸紙 漿廢液。漿廢液。2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院51 顆粒組成的選擇（結(jié)合劑少）顆粒組成的選擇（結(jié)合劑少） 臨界粒度臨界粒度: :（顆粒大易壓碎、轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹大而開裂（顆粒大易壓碎、轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹大而開裂. . 臨界粒度要小臨界粒度要小, ,一般為一般為23mmmm） 細(xì)粉數(shù)量細(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)性轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹小、與礦化劑作用及燒結(jié)性 增強(qiáng)）增強(qiáng)） 成型成型 磚坯體積密度磚坯體積密度2.2-2.3g/cm3 磚模尺寸應(yīng)縮?。ùu模尺寸應(yīng)縮?。ǎ?燒成燒成 廢品率高廢品率高 SiO2晶型轉(zhuǎn)變，體積變化

5、晶型轉(zhuǎn)變，體積變化 液相量較少（液相量較少（10%）2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院52 150 自由水自由水 450500 Ca(OH)2分解，磚坯結(jié)合強(qiáng)度分解，磚坯結(jié)合強(qiáng)度 550650 石英石英石英石英 600700 CaO與與SiO2的固相反應(yīng)開始，磚坯結(jié)的固相反應(yīng)開始，磚坯結(jié) 合強(qiáng)度合強(qiáng)度 2CaO SiO2 2CaOSiO2 2CaOSiO2SiO22（CaOSiO2） 2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院53 10001100 生成固溶體生成固溶體(CaOSiO2 、 FeOSiO2) CaOSiO2FeOSiO2CaOSiO2FeOSiO2 1200 與雜質(zhì)如與雜質(zhì)如Al2

6、O3、Na2O等作用形成液等作用形成液 相相（810），）， 潤濕石英顆粒，潤濕石英顆粒，石石 英轉(zhuǎn)變速度英轉(zhuǎn)變速度。 13001350 鱗石英和方石英鱗石英和方石英 13501430 鱗石英鱗石英，方石英方石英2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院54 石英的相變（石英石英的相變（石英,-石英石英 -方石英方石英 -方石英）方石英） 573 1200 300 原料的轉(zhuǎn)變速度（快速轉(zhuǎn)變升溫原料的轉(zhuǎn)變速度（快速轉(zhuǎn)變升溫） 添加物的數(shù)量和性質(zhì)（液相多升溫添加物的數(shù)量和性質(zhì)（液相多升溫） 磚塊的形狀大?。ù髩K及異型升溫磚塊的形狀大?。ù髩K及異型升溫） 20600 20 小時(shí)（快）小時(shí)（快） 60011

7、00 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）弱還原氣氛弱還原氣氛2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院55化學(xué)成分化學(xué)成分SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaOR2O93-980.5-2.50.3-2.50.2-2.71-1.5礦物組成礦物組成 鱗石英鱗石英 方石英方石英 石英石英 玻璃質(zhì)玻璃質(zhì) 2022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院562022-6-29材料科學(xué)與工程學(xué)院57 硅磚相組成：鱗石英、方石英、石英、玻璃相、氣孔硅磚相組成：鱗石英、方石英、石英、玻璃相、氣孔 提高熱導(dǎo)率的途徑：鱗石英含量提高熱導(dǎo)率的途徑：鱗石英含量，氣孔率，氣孔率 金屬氧化物，如金屬氧化物，如CuO、Cu2O、TiO2、Fe2O3等等 特殊硅石特殊硅石（Al2O3、R2O低低） 添加含硅的物質(zhì)，如添加含硅的物質(zhì)，如SiC、Si3N4、Si等等：抗氧化鐵和熔渣侵蝕性強(qiáng)：抗氧化鐵和熔渣侵蝕性強(qiáng) ：高熱震穩(wěn)定性：高熱震穩(wěn)定性 ：高熱震穩(wěn)