不烧高铝砖简介

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1、第一章绪论1.1不烧高铝砖的简介不烧高铝砖是指不经高温烧成的高铝砖。具有较高的耐热震性。高温结构强度低于烧成高铝砖。以煅烧良好的高铝矾土熟料为原料，加入少量结合剂（如水玻璃、磷酸、磷酸铝、硫酸铝、铝酸盐水泥等）混合配成泥料，经高压成型而制成[1]。它在成型工艺上接近烧成耐火材料，在结合剂的应用上接近不定形耐火材料（以至有些书称之为机压耐火混凝土），是一种广泛应用的耐火材料不烧高铝砖属于矾土熟料配一定数量结合粘土制成的Al2O3含量大于48%的铝硅系耐火制品，欧洲各国对不烧高铝质耐火材料规定Al2O3含量下限为42%。中国按不烧高铝砖中Al2

2、O3含量通常可分为三等：Ⅰ等不烧高铝砖含量>75%；II等不烧高铝砖含量60%~75%；III等不烧高铝砖含量48%~60%[2]。也可以根据其矿物组成进行分类，可分为：低莫来石质（包括硅线石质）、莫来石质、莫来石—刚玉质、刚玉—莫来石质和刚玉质分类[3]。1.2不烧高铝砖的原料不烧高铝砖主要原料是高铝矾土熟料即脊化料。1.2.1高铝矾土的几种分类及其结构。(1)特等和Ⅰ等烧结矾土矿物组成主要为粒状刚玉(50%—80%)；还有一定量的莫来石(10%—35%)和少量的钛酸铝固溶体(2%—5%)；玻璃相含量不高(6%—10%)，随意分布于晶间。

3、可以观察到明显的刚玉和莫来石晶体之间的直接接触。(2)II等烧结矾土含有较多发育良好的莫来石(65%—85%)及一些刚玉集合体和少量的玻璃相(4%—6%)。它的结构特征是晶体之间的直接结合程度相当高，而且形成连续的连锁交错网络结构；玻璃相大部分充填在网络结构的空隙之间。(3)III等烧结矾土实质上是埋置于连续玻璃基质中的细小莫来石晶体所组成；有些刚玉细晶任意分布在基质里。晶体之间基本没有直接接触。1.2.1高铝矾土的高温机械性能采用扭转、压缩和弯曲等方法，系统研究了各等烧结矾土在不同温度下的应力—应变关系，断裂行为和蠕变特征。表烧结矾土的相

4、组成及高温机械性能编号Al2O3/%相组成/%刚性模量/GPa抗折强度/MPa蠕变率（扭转试验，110.25N·cm）×108/rad·h-1刚玉莫来石玻璃相1200℃1300℃1400℃1100℃1200℃Ⅰ-156.2069.522.48.02.70.98.92.631.3Ⅰ-282.4055.437.47.23.01.08.11.616.7Ⅱ-572.2019.776.24.13.21.210.50.711.6Ⅱ69.809.284.56.33.51.311.41.510.2-6Ⅲ-954.100.276.623.20.40.13.8

5、42.5585.0这些结果表明，烧结矾土的高温机械性能与Al2O3含量密切有关；Al2O3含量越接近70%高温力学性能越好。其排列顺序为：Ⅱ等>Ⅰ等>Ⅲ等[4]。1.3不烧高铝砖的高温性质1.3.1耐火度耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质成为耐火度。高铝砖的耐火度高，一般为1770~2000℃，属于高级耐火材料。1.3.2荷重软化温度普通高铝质耐火制品的荷重软化温度一般为1420℃~1550℃以上，因此高铝砖的荷重软化温度也在1420℃~1550℃以上，且随Al2O3含量的增加而提高。当Al2O3＜70%时，其荷重软化温度随莫来石

6、相和玻璃相的数量比的增加而增高，液相的数量和性质对荷重软化温度没有明显的影响，因此降低原料中的杂质含量，有利于改善荷重软化温度和高温蠕变性；当Al2O3＞70%时，随Al2O3含量的增加，荷重软化温度增高不显著。在工艺因素中制品烧成温度对荷重变形温度影响较大，如适当提高烧成温度，则可降低气孔率，晶体长大而且结合良好，会提高开始变形温度，提高烧成温度也会显著的缩短开始变形温度与终了变形温度之间的温度范围。提高原料的纯度，减少低熔物或熔剂的含量会提高耐火材料的荷重变形温度，在制砖配料中加入某些加入物改善砖内结合相的成分，也可提高制品的荷重变形温

7、度。1.3.3抗渣性能在耐火材料制品使用过程中，熔渣的粘性对耐火材料在渣中溶解量和熔渣向耐火材料中的侵入量都有较大的影响。通常，随着溶解渣中耐火材料浓度的增加，熔渣的粘度也发生变化。因此在侵蚀过程中熔渣粘度的变化是不容忽视的重要因素。耐火制品在使用过程中所处的气氛性质对熔渣侵蚀也有影响。特别是对气氛的氧化性敏感的氧化铁熔渣，其影响更为显著。如Al2O3—SiO2系耐火材料与氧化铁作用时，在还原气氛下各种硅酸铝质制品都在1205℃以下就与氧化铁FeO反应，并开始产生液相，使制品耐火度显著降低。而高铝砖能吸收大量氧化铁，直到1460℃以上才开始

8、产生液相。1.3.4热稳定性高铝质耐火材料和碱性耐火材料是高温设备大量使用的主要两大类耐火材料。通常以要求抗酸性或抗碱性炉渣的侵蚀性，抗剥落性以及耐磨性的角度来选择高铝质耐火材料