1、高鋁磚簡(jiǎn)介

高鋁磚基于三氧化二鋁Al2O3含量分為三個(gè)等級(jí)：Ⅰ級(jí)：Al2O3含量≥75%；Ⅱ級(jí)：Al2O3含量≥60-75%；Ⅲ級(jí)Al2O含量：48-60%。

高鋁磚和多熟料粘土磚的生產(chǎn)工藝相似。不同之處在于成分中熟料比例較高，可高達(dá)90-95%。熟料破碎前需要分級(jí)挑選和篩選鐵，燒成溫度較高，如Ⅰ.Ⅱ隧道窯燒成等高鋁磚時(shí)，一般為1500-1600℃。

高鋁磚產(chǎn)品特點(diǎn)：

a.耐火度

高鋁磚的耐火性高于粘土磚和半硅磚，高達(dá)1750-1790℃，屬于高性能耐火材料。

b.荷載重軟化溫度

因?yàn)楦咪X制品Al2O3.雜志數(shù)量少，易熔玻璃體形成少，因此荷載軟化溫度高于粘土磚。然而，由于莫來石晶體沒有形成網(wǎng)狀組織，荷載軟化溫度仍然不如硅磚。

c.抗渣性

高鋁磚中Al2O3更多，接近中性耐火材料，能抵抗酸渣和堿渣的侵蝕，因?yàn)樗兴嵩蛪A渣SiO因此，抗堿性渣的能力比抗酸性渣弱。

高鋁磚主要用于高爐砌筑.熱風(fēng)爐.電爐爐頂.鼓風(fēng)爐.反射爐.回轉(zhuǎn)窯窯襯.此外，高鋁磚還廣泛用作平爐蓄熱格磚.用于澆注系統(tǒng)的賽頭.水口磚等。但是高鋁磚的價(jià)格要高于粘土磚，所以使用粘土磚可以滿足要求的地方不需要使用高鋁磚。

 

2、抗剝落高鋁磚和普通高鋁磚有什么區(qū)別？

耐火材料廣泛應(yīng)用于冶金和建材.化工.石化、機(jī)械制造等工業(yè)領(lǐng)域在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著積作用。然而，除了提高耐火材料的使用壽命外，評(píng)估耐火材料在高溫窯爐中的應(yīng)用效果.除了降低窯的能耗外，還應(yīng)包括耐火材料在制造過程中的節(jié)能，即在制造過程中采用低溫燃燒，產(chǎn)品具有相應(yīng)的高溫特性和低導(dǎo)熱性。

與傳統(tǒng)高鋁磚相比，耐剝落高鋁磚具有異的熱沖擊穩(wěn)定性、高強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕、低熱膨脹系數(shù)、低導(dǎo)熱系數(shù)、低燃燒溫度，全面提高了材料性能，大大降低了能耗。

這個(gè)問題可以從以下幾個(gè)方面來解釋。

首先，將燒成溫度降低150~C。由于高溫?zé)珊捅兀貏e是大于1450℃耐火材料燒成后，保溫耗能量巨大。根據(jù)目前30萬高鋁磚，t／a估計(jì)可以節(jié)省5萬標(biāo)煤t／a。

第二，與普通傳統(tǒng)高鋁磚相比，抗剝落高鋁磚的導(dǎo)熱系數(shù)值為前者的2/3，甚至更低。與鎂鉻磚相比，只有1/3~2/3。與相鄰的堿性磚相比，抗剝落高鋁磚的表面溫度降低了75-98℃，初步計(jì)算可以節(jié)省近20000標(biāo)煤t／a。節(jié)能效果.經(jīng)濟(jì)效益可觀。

第三，傳統(tǒng)的高鋁磚不能進(jìn)入大型干法窯，因?yàn)槭褂脡勖停S護(hù)維護(hù).經(jīng)常停窯造成相當(dāng)大的能量損失和經(jīng)濟(jì)損失。更重要的是，它無法克服在苛刻部位使用的固有缺陷。

第四，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，地球環(huán)境污染造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的人類健康問題越來越受到人們的重視。為了長(zhǎng)期生存，人們須考慮材料本身不能成為污染源，同時(shí)發(fā)展材料科學(xué)。抗剝落高鋁磚的異性能可以在很大程度上取代鎂鉻磚。鎂鉻磚的應(yīng)用及其廢磚的處理將帶來嚴(yán)重的影響“鉻公害”，它的科學(xué)成分是致癌物。在歐美，這種材料的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)逐漸廢棄，無鉻產(chǎn)品正在加緊研發(fā)生產(chǎn)，而抗剝落高鋁磚是一種很好的替代產(chǎn)品。

抗剝落高鋁磚已成功應(yīng)用于水泥窯的相關(guān)部位，并用于大型浮式玻璃窯的蓄熱室，而不是傳統(tǒng)的鎂鉻磚，不僅延長(zhǎng)了窯的使用壽命，而且消除了鉻公共危害。此外，抗剝落高鋁磚的燃燒溫度比鎂鉻磚低約300℃，節(jié)能效果相當(dāng)可觀。

 

3、低蠕變高鋁磚的研究現(xiàn)狀

根據(jù)1400℃.1450℃.1500℃和1550℃溫度下100多塊高鋁磚的蠕變率檢測(cè)結(jié)果分布，可以看出我國(guó)高鋁磚的質(zhì)量水平。

1.由莫來石和剛玉制成的耐火磚，采用高純合成原料，溫度高(1500-1550)℃)蠕變率較低；

2.耐火高鋁磚，由多種原料制成，含有部分合成原料，溫度高(1450)℃)蠕變率基本可以滿足要求；

3.耐火磚由廉價(jià)的天然原料制成，溫度較高(1400)℃)能夠滿足指標(biāo)要求的蠕變率并不多，需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

近幾年來，在低蠕變高鋁磚的研制過程中，一定量的石英顆粒被普遍添加。人們對(duì)石英顆粒的作用和效果有不同的看法。一般認(rèn)為，添加石英有兩個(gè)主要功能，即增加高溫液相的粘度，利用不平衡反應(yīng)產(chǎn)生的膨脹效應(yīng)和膨脹應(yīng)力效應(yīng)提高抗負(fù)荷能力。在高鋁磚中加入石英顆粒可以改善液相SiO含量，增加液相中硅氧四面體的交聯(lián)度，提高其粘度。同時(shí)，由于基質(zhì)中存在部分Al2O3、在高溫下具有較強(qiáng)的擴(kuò)散能力，Al3+以方石英為核心的鋁硅酸鹽層擴(kuò)散到石英顆粒中。Al2O3和SiO2反應(yīng)生成莫來石，這種反應(yīng)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)呐蛎浛梢蕴岣咂淇谷渥冃浴Ｔ诜绞㈩w粒周圍，沿著方石英顆粒的中心到邊緣有一層由莫來石晶相和非晶相或微晶相組成的薄層，SiO2的含量逐漸減少。然而，莫來石化反應(yīng)遠(yuǎn)未達(dá)到平衡。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，反應(yīng)層的厚度不斷增加，反應(yīng)速度減慢，可以保證這種非平衡反應(yīng)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。一般認(rèn)為石英好以中粒的形式添加，并且需要一定的粒度范圍，例如。石英加入量與剛玉的數(shù)量有關(guān)，當(dāng)所有細(xì)粉都使用剛玉時(shí)，石英加入量適當(dāng)。由于剛玉細(xì)粉和石英顆粒的反應(yīng)過程緩慢，燒制后仍有殘留的石英和剛玉。在高溫使用過程中，高鋁磚將繼續(xù)與石英和剛玉形成莫來石反應(yīng)。這種反應(yīng)伴隨著體積膨脹，可以抵消或部分抵消高溫使用過程中產(chǎn)生的收縮，熱風(fēng)爐采用低蠕變高鋁磚，具有異的抗蠕變性能。

 

低蠕變剛玉-莫來石磚是以合成莫來石為主要原料制成的。高鋁磚1550℃.0.2MPa壓力下,50h蠕變量?jī)H為0.16%。

此外，一些研究人員還采用添加三石、反應(yīng)生成莫來石的方法，用低蠕變高鋁磚開發(fā)生產(chǎn)熱風(fēng)爐。

藍(lán)晶石三石.紅柱石.硅線石礦物在高溫下不可逆地轉(zhuǎn)化為莫來石，這種轉(zhuǎn)化稱為莫來石化轉(zhuǎn)化。

由于這三種礦物是同質(zhì)多象的，即成分相同，但晶體結(jié)構(gòu)不同，它們?cè)诟邷叵罗D(zhuǎn)化為莫來石.時(shí)間.轉(zhuǎn)化為莫來石的過程具有不同的速度和體積效益.形態(tài).結(jié)晶方向也不同。

由于添加了三塊石材，改善了材料的微觀結(jié)構(gòu)，增加了莫來石晶相的含量，特別是在基質(zhì)部分，在莫來石化過程中形成了良好的莫來石網(wǎng)絡(luò)，有兩個(gè)明顯的效果：

(1)提高了材料的高溫性能，如高溫強(qiáng)度、重?zé)湛s等，提高了材料的檔次。

(2)開發(fā)了多種具有不同特點(diǎn)的土礦耐火材料和新產(chǎn)品，如低蠕變磚.高荷軟磚.高熱震磚.微膨脹高鋁磚和電爐.磷酸鹽結(jié)合高鋁磚用于水泥回轉(zhuǎn)窯等。