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    特種粘土耐火磚的生產工藝及理化指標

    • 來源:鑫富華耐火材料廠
    • 發布日期:2020-07-06

    在長期的生產過程中,一些使用單位所要的黏土磚,理化指標遠遠超出傳統黏土磚的范疇。

     

    當Al2O3 42%~ 48%時,顯氣孔率12% ~ 16%,耐壓強度 58.8~68MPa,荷重軟化溫度(0.2MPa,0.6%) 1400 ~ 1560℃,尚有要求蠕變 率0.2MPa,20~50h,1200℃或1250℃不大于0.2%,如此理化指標要求,遠高于一般黏土磚的要求。面對市場新情況、新要求,必須開拓創新,開發出新品這樣才有廣闊的生存發展空間。

      林彬蔭教授與鞏義市第五耐火材料總廠一道,開發了特種黏土磚,理化指標:Al2O3含量在42%?48%范圍,顯氣孔率不大于12%或不大于15%;常溫耐壓強1不小于60MPa或不小于80MPa;荷重軟化溫度(0.2MPa,0.6%)不小于1450℃或不小于1500℃,見表2。

      (表21-2特種黏土磚主要理化指標)

      從表2可見,該磚理化指標優于普通黏土磚,稱特種黏土磚。該磚全稱為低氣孔率、高荷重軟化溫度特種黏土磚。

      技術構思

      特種黏土磚理化指標的核心是低氣孔率、高荷重軟化溫度和高強度。研發的技術思路主要有以下幾方面:

      (1) 原料選擇。特種黏土磚,還是黏土磚范疇,Al2O3含量小于48%,故主體原料還是焦寶石,但焦寶石必須要充分燒結并是以莫來石晶相為主的優質原料。此外,選擇M45莫來石。M45莫來石有多種,其中一種是由硬質黏土經過適當處理(如濕法工藝),后經高溫鍛燒(大于1500℃)而成,此原料以莫來石晶相為主,沒有或有少量方石英,余為玻璃相。

      根據荷重軟化溫度等指標要求,引入莫來石和硅線石或紅柱石。原料的理化指標見表3。

      (表3 原料的理化指標)

      (2) 合適級配與生產工藝。按結晶化學緊密堆積原理,原料采用粗、中、細、微細多級配料,尤其引入微細粉或微粉。生產工藝如結合劑的選擇、用量、加入方式、基質均化、燒成制度等參數。

      (3) 引入易燒結的燒結劑,提高耐火材料的微氣孔率。這是開發低氣孔高荷重軟化溫度特種黏土磚的特點與關鍵所在。

      所選的燒結劑是天然復合的三石礦物,粒度微細(-200目或-325目)主要機理是:燒結劑的成分為Al2O3-SiO2-Fe2O3 (尚含TiO2、R2O)系,此系統在1200-1300℃易形成液相,液相促使莫來石的生成、發育,增多基質的莫來石,強化基質,同時封堵材料中氣孔,降低材料氣孔率。

      技術構思注意到以顯微結構為指導的原則,在主要原料選擇上選用優質焦寶石、M45莫來石、硅線石、紅柱石或M70莫來石,都有較多莫來石物相,而在基質中亦有三石,燒結劑中又有特種復合類型三石。這樣,做到增強基質顯微結構。

      三石礦物在高溫下原位生成莫來石相之外,余為富SiO2液相。余下的SiO2雙重功能:一是與Al2O3反應生產二次莫來石;二是可以填充材料中氣孔,提高微氣孔率,從而獲得低氣孔高荷重軟化溫度的特種黏土磚。

      種低氣孔高荷重軟化溫度特種黏土磚基質部分顯微結構,從圖中可看到大量針狀、柱狀莫來石交錯分布和其晶間玻璃相。

    種特種黏土磚基質顯微照片 (照片中可見針狀莫來石交錯分布))

      特種黏土磚生產工藝和理化指標

      采用普通黏土磚的生產工藝開發的特種黏土磚,達到研發的目標值,特種黏土磚的生產工藝見圖2。

     特種黏土磚的生產工藝)

      生產工藝要點:

      (1) 小于0.1mm物料要均化;

      (2) 添加劑種類的選擇、加入量與加入方式;

      (3) 燒成溫度的確定。

      在本試驗的條件下,獲得如表4的理化指標(部分)

    研發的低氣孔高荷重軟化溫度特種黏土磚理化指標)

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