热风炉用低蠕变高铝砖“三石”的作用

热风炉用低蠕变高铝砖“三石”的作用

        随着现代冶炼技术的发展,热风炉普遍采用了高风温技术,而且要求热风炉的使用寿命更长;因此对热风炉用耐火材料的综合性能提出了更高的要求。热风炉用耐火材料的损毁通常是由热应力、化学侵蚀、机械载荷作用引起的。人们普遍认为热风炉损毁的一个重要原因就是耐火材料的抗高温蠕变性能差,导致炉衬材料的塌陷、变形和裂纹,因此引起了人们对热风炉用低蠕变高铝砖的关注。
        而低蠕变高铝砖中添加“三石”（即红柱石、蓝晶石、硅线石）,改善了高铝砖的高温物理性能,其主要原因就是:利用“三石”在高温下的相变转化改善高铝砖的组织结构和显微结构,并利用复相改性及微裂纹增韧机理,提高其抗热震性能和抗蠕变性能。其作用分析如下: (1)由于“三石”在高温下发生莫来石化反应引起体积膨胀,其结晶在整个颗粒上进行,烧成过程中“三石”的相变转化引起在颗粒周围产生很多微小裂纹,微裂纹的存在提高了高铝砖的抗热震稳定性。(2)“三石”的不可逆的转化为莫来石,增加了高铝砖有益的矿物相含量,改善了高铝砖的组织结构,相变后形成的莫来石其结晶方向平行于原晶相界面,保持了原有的排列方式,在高温荷载下,能够有效的抑制晶界滑移,有利于提高高铝砖的蠕变性能。 (3)“三石”在烧结过程中部分已进行了转化,未转化的“三石”在高温作用下还可持续发生一次和二次莫来石化反应,引起持续的膨胀效应,能够补偿在高温荷载下的压缩量,进一步提高了高铝砖的蠕变性能。 蓝晶石在1300℃开始大量分解,到1360～1400℃时分解剧烈,细针状莫来石晶体发育长大。 当温度达到1450℃时蓝晶石已基本完全莫来石化,柱状晶体明显发育,在其反应过程中伴随有16～18%的体积膨胀,而且反应速度较快。而红柱石分 解温度高于蓝晶石,约1400℃时开始,转化速度慢于蓝晶石,其反应过程伴随3～5.4%的体积膨胀。由于基质中蓝晶石、红柱石的莫来石化,增加了制品 的莫来石相含量,减少了玻璃相的含量,当基质中生成的莫来石数量多,基质中就会形成针状的网络结构,使显微组织结构得到优化。同时蓝晶石、红柱石转化为莫来石伴随的膨胀平衡了制品的烧成收缩,最终使基质致密化。因而添加蓝晶石、红柱石的制品荷软开始点温度上升,抗蠕变性能得到提高