耐火材料(5)硅酸铝质耐火材料综述课件

,*,复习：氧化硅质耐火材料,二氧化硅的同素异晶转变,硅砖生产,硅砖的性质和使用,其他氧化硅质耐火制品,1,2,硅酸铝质耐火材料,Al,2,O,3,-SiO,2,系统状态图,粘土质耐火材料,高铝质耐火材料,半硅质耐火材料,3,硅酸铝质耐火材料,是由,Al,2,O,3,和,SiO,2,及少量杂质所组成，根据其,Al,2,O,3,含量不同可分为：,半硅质耐火材料,(,含,A1,2,O,3,1530%),粘土质耐火材料,(,含,Al,2,O,3,3046,),高铝质耐火材料,(,含,A1,2,O,3,40%),硅酸铝质耐火材料是产量最大的一类耐火材料。,4,第一节,Al,2,O,3,-SiO,2,系统状态图,5,一、原料,耐火粘土,主要组成为高岭石（,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,），其余部分为,K,2,O,、,Na,2,O,、,CaO,、,MgO,、,TiO,2,及,Fe,2,O,3,等杂质，含量约为,6-7,。,3,（,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,）,3,A1,2,O,3,.2Si,O,2,4,SiO,2,6 H,2,O,高岭石 莫来石 方石英,煅烧高岭石：,高岭石在煅烧时发生脱水分解、化合、结晶、晶体长大等一系列物理化学变化，并伴有较大的体积变化，一般不能直接用来制造砖坯，必须在高温窑内加热煅烧成熟料方可使用,.,第二节,粘土质耐火材料,比较,:,硅砖原料的使用,6,二、粘土质耐火材料的生产工艺,(1),原料准备。,熟料，结合粘土,(2),配料、混练与成型。,熟料,+,结合粘土,，,半干压成型,(3),干燥。,控制干燥速度,(4),烧成。,将砖坯烧结，使其具有一定的外形尺寸、气孔率与致密性，机械强度要高、体积稳定性较好，耐火性能良好。,不烧砖：,粘土熟料颗粒,+,细粉,+,少量结合粘土,+,化学结合剂,混合,成型,特点：不经高温烧成，生产简化，逐渐烧结。,全生料砖：,致密的硅质枯土、隧石粘土等不经煅烧直接作为原料。,特点：简化工艺，节约能源，降低成本，强度更高，体积收缩,7,三、粘土质耐火制品的性质,1,、耐火度：,1580-1730,特等：耐火度,1750,一等：耐火度,1730,二等：耐火度,1670,三等：耐火度,1580,2,、高温耐压强度,随,A1,2,O,3,含量的增加而增大。,800,：出现塑性变形，,10001200,：强度出现最大值。,1200,，液相大量形成，粘度降低，耐压强度迅速下降,8,3,、荷重软化温度,主要取决于制品中,A1,2,O,3,含量和杂质的种类及数量。荷重软化温度比耐火度低很多，只有,1350,左右。,4,高温体积稳定性,在生产过程中加入了一定数量的结合剂,(,如结合粘土,),，在烧成时矿化作用不彻底造成的。残余收缩一般为,0.2,一,0.7,，不超过,1,。,9,5,耐热震性,耐热震性好，普通粘土砖,1100,水冷循环达,10,次以上，多熟料粘土砖可达,50,一,100,次或更高。原因主要是莫来石及整个制品的热膨胀系数小,(,平均,4.5,5.810,),，而且比较均匀，过程中不发生晶型转变所引起的体积变比。而且熟科颗粒之间尚有许多裂纹，可以缓冲应力作用。,6,抗渣性,抵抗弱酸性炉渣侵蚀的能力强，对酸性和碱性炉渣的抵抗能力较弱。提高制品的致密度，降低气孔率，能提高制品的抗渣性能。,10,四、粘土砖的用途,凡无特殊要求的砖体均可用粘土砖,砌,筑,：,高炉、热风炉、化铁炉、平炉和电炉等温度较低部分使用粘土砖。盛钢桶、浇铸系统用砖、加热炉、热处理炉、燃烧室、烟道、烟囱等均使用粘土砖。,尤其适用于温度变化较大部位。,11,第三节 高铝质耐火材料,Al203,48,，,分为三个等级：,I,等：,A1203,75,II,等：,A12O3 6075,等：,A12O3 48,一,60,根据矿物组成分类为：,低莫来石及莫来石质,(A12O3 4871.8,),莫来石刚玉质及刚玉,莫来石质,(Al2O3 71.895,),刚玉质,(Al2O3 95100,),一,、,原料：,高铝矾土（主要原料）、三石、工业氧化铝等。,二、生产工艺特点,与多熟料粘土质制品的生产工艺相似。烧成比粘土耐火制品因难得多（二次莫来石化），条件控制更加严格。,12,三、高铝质耐火材料的性质,1,耐火度,耐火度波动范围大，一般为,1770,一,2000,，主要受,A1203,含量的影响，同时耐火度还受杂质含量和种类的影响，与制品的矿相结构有关。,2,荷重软化温度,开始变形温度大于,1400,，并随着,Al2O3,含量的增加而提高。,13,3,导热性,高铝质耐火制品比粘土质制品有较高的导热能力。其原因是高铝质制品中导热能力很低的玻璃相较少，而导热能力较好的莫来石和刚玉质晶体量增加。,4,耐热震性,850,水冷循环仅,35,次。主要是由于刚玉的热膨胀性较莫来石高，而无晶型转化之故。,提高高铝制品的耐热震性：改善制品的颗粒结构，降低细粒料的含量及提高熟料临界颗粒尺寸和合理级配，以提高制品的耐热震性。,5,抗渣性,A1,2,O,3,为两性氧化物，既能抵抗酸性炉渣的侵蚀也能低抗碱性炉渣的作用。但抗碱性渣的能力不及镁质材料，却优于粘土质材料，并随莫来石和刚玉质含量增加而增强。,14,四、高铝砖的用途,常用它来代替高质量的粘土砖和硅砖，以提高炉子的寿命。目前主要用于砌筑高炉、热风炉、电炉炉顶、鼓风炉、反射炉、回转窑内衬。此外，高铝砖还广泛地用做平炉蓄热式格子砖、浇注系统用的塞头、水口砖等。但高铝砖价格要比粘土砖高，故用粘土砖能够满足要求的地方就不必使用高铝砖,。,15,五、高铝质熔铸制品,高铝质熔铸制品,是指高铝质配合料经高温熔化后浇注成一定形状的制品。,1,、原料,高铝矾土和工业氧化铝,2,、性能,：,制品致密度高，气孔率低；耐火度和荷重软化温度高；制品的晶体结构发育完整、晶粒粗大，化学稳定性好；高温结构强度大；导热性好；抵抗熔渣侵蚀能力强。,3,、应用,广泛用于钢铁冶金、有色冶金、玻璃工业、化工及其它工业炉窑的工作条件非常苛刻的部位。如用作有色冶金炉水口、高炉炉腹内衬，加热炉无水冷滑轨等，使用寿命比一般耐火制品高得多。,但,成本高，价格贵,。,16,SiO,2,含量大于,65%,，,Al,2,O,3,含量为,15-30%,，,性能介于粘土砖和硅砖之间：,(1),耐火度为,1650,1710,。,(2),热稳定性比粘土砖差，因石英膨胀系数大。,(3),荷重软化开始温度为,1350,1450,，因含有较多的石英，故比一般的粘土砖稍高。,(4),体积稳定性好，因为原料中粘土的收缩被,SiO2,的膨胀所抵消，若含,SiO2,多则会有残余膨胀产生。,(5),抗酸性渣的侵蚀性好。,应用,：,原料广泛，价格低，使用范围较广，可以代替二、三等粘土砖。常用以砌筑化铁炉内衬，加热炉炉顶和烟囱等。,第四节 半硅质耐火材料,17,18,小结,Al,2,O,3,-SiO,2,系统状态图,粘土质耐火材料,高铝质耐火材料,半硅质耐火材料,19,20,