河南恒昱窯爐耐火材料有限公司
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淺析高鋁磚的高溫機(jī)械性能:
高鋁磚的礦物組成根據(jù)所使用的鋁礬土所定,熟料的礦物組成一般是莫來石、剛玉和玻璃相。莫來石理論組成為Al2O371.8%,SiO228.2%,其熔融分解溫度為1840℃。具有針狀結(jié)晶,呈網(wǎng)絡(luò)交叉結(jié)構(gòu),高溫狀態(tài)表現(xiàn)出較好的強(qiáng)度。剛玉以α-Al2O3形態(tài)存在,熔點(diǎn)為2050℃,硬度為莫氏9級(jí),呈粒、柱狀晶體,有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,對(duì)酸、堿性爐渣都有一定的抵抗能力。
高溫機(jī)械性能不完全取決于高鋁磚內(nèi)的Al2O3含量,更取決于形成的晶體形狀及玻璃相數(shù)量,組成與粘度。對(duì)高鋁磚進(jìn)行的蠕變?cè)囼?yàn)或剛性模量和斷裂模量的研究表明,莫來石質(zhì)磚高溫機(jī)械性能好于高Al2O3含量的磚。LZ-75牌號(hào)的高鋁磚,盡管形成大量的高耐火度的α-剛玉晶體,呈粒、柱狀,其微觀結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性不亞于莫來石結(jié)構(gòu),但在應(yīng)力作用下晶間少量的玻璃液使其產(chǎn)生滑移,引起結(jié)構(gòu)變形、強(qiáng)度下降。莫來石質(zhì)磚,如LZ-65、LZ-55牌號(hào),主要是莫來石晶體,呈針狀,形成交叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),玻璃相充填其間,能承受應(yīng)力,不易變形,具有良好的高溫強(qiáng)度,尤其用硅線石族原料制的磚,原料純度高,經(jīng)過燒成生成莫來石與SiO2除少量的SiO2與極微量雜質(zhì)形成玻璃相外,其余的SiO2生成方石英充填于莫來石晶間,在冷卻后產(chǎn)生永久膨脹。該磚在長(zhǎng)期使用中表現(xiàn)良好的抗蠕變性。LZ-48牌號(hào)的磚,盡管生成莫來石晶體,但它被大量的玻璃相淹沒,所以高溫機(jī)械強(qiáng)度較差,但常溫耐壓強(qiáng)度較好。因而,等速蠕變速率不同。LZ-75牌號(hào)磚的轉(zhuǎn)折溫度在1120~1130℃;LZ-48牌號(hào)磚的轉(zhuǎn)折溫度在1050℃;而莫來石質(zhì)磚沒有觀察到轉(zhuǎn)折點(diǎn)。以莫來石和剛玉為基本組成的高鋁磚高溫?cái)嗔涯A考皠傂阅A坑?00℃開始出現(xiàn)轉(zhuǎn)折;抗張強(qiáng)度在1000℃附近開始轉(zhuǎn)折,它們都有一個(gè)共同點(diǎn),即在常溫至1000℃之間,其強(qiáng)度隨溫度升高而增加,反映了兩晶相受熱膨脹減輕了殘余內(nèi)應(yīng)力,使微裂紋彌合,導(dǎo)致強(qiáng)度升高。
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