粘土磚
粘土質(zhì)耐火材料是指Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~46%的耐火材料。粘土質(zhì)耐火材料為弱酸性制品,因其資源豐富,生產(chǎn)工藝簡單,成本低,故應(yīng)用廣泛。本文從粘土質(zhì)耐火材料的化學(xué)組成、分類、生產(chǎn)加工等方面來闡述粘土質(zhì)耐火材料,以便于在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
粘土耐火材料化學(xué)組成及其相平衡
粘土制品的高溫性能主要取決于制品的化學(xué)礦物組成。所以利用Al2O3-SiO2二元相圖,從理論上可以了解粘土制品的理論相組成及其隨化學(xué)組成和溫度的變化規(guī)律,對指導(dǎo)粘土質(zhì)耐火制品的生產(chǎn)和使用有著十分重要的意義。
從Al2O3-SiO2二元相圖可以看出,粘土質(zhì)耐火材料常溫下平衡相為方石英和莫來石(3Al2O3-2SiO2),莫來石的理論組成為71,8% Al2O3和28,2% SiO2,熔點(diǎn)為1 850℃。溫度升高1 595℃時有低熔點(diǎn)共晶成分的熔融物生成。其共晶成分為5,5% Al2O3和94,5% SiO2。 粘土質(zhì)耐火材料中常含有Fe2O3,TiO2,CaO,MgO,K2O,Na2O等5~6種雜質(zhì)。隨著這些雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,制品內(nèi)形成液相的溫度降低,冷卻到1595℃以下也不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶相。有一部分則轉(zhuǎn)變成非晶質(zhì)的玻璃相,使制品的耐火性能降低。
粘土耐火制品的分類
粘土耐火制品主要有粘土磚和不定形耐火材料。粘土耐火制品因其生產(chǎn)簡便,價格便宜,廣泛應(yīng)用于高爐、熱風(fēng)爐、均熱爐、退火爐、鍋爐、鑄鋼系統(tǒng)以及其他熱工設(shè)備,是消耗量非常大的耐火制品之一。 2.1 粘土磚分為普通粘土磚、多熟料粘土磚、全生料粘土磚和高硅質(zhì)粘土磚等品種
1)普通粘土磚指Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%~42%的品種,產(chǎn)量高,用途廣。普通粘土磚由可塑性強(qiáng)、分散性大的軟質(zhì)粘土與一部分粘土熟料配制而成,概括地分為粘土一熟料磚和高嶺土一熟料磚。按耐火度的高低,將粘土質(zhì)耐火制品劃分為四個等級:特級品,高于1 750℃;一級品,1 730℃~1 750℃;二級品,1 670℃~1 730℃;三級品,1 580℃~1 670℃;
2)多熟料粘土磚是指含熟料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%以上,結(jié)合粘土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%以下的制品,多熟料粘土磚由于坯料大都處于瘠化狀態(tài),在制造過程中不易變形,可以保證磚坯的外形尺寸,使燒成的制品具有較理想的體積密度、力學(xué)強(qiáng)度、坑熱展性和較高的耐火度;
3)全生料粘土磚也稱無熟料粘土磚,是用可塑性低、分散性弱、收縮很小的硬質(zhì)粘土或葉蠟石制成的。由于這種原料固有結(jié)合水分少,粉碎后雖然吸收了一定的外加水分,仍可保持原有的顆粒組成,因此可以不另加熟料,而且燒成品并不會因沒有熟料而產(chǎn)生收縮現(xiàn)象;
4)高硅質(zhì)粘土磚的主要原料有瘠化粘土(鍛燒過的硬質(zhì)粘土、高嶺土或葉蠟石)和天然石英砂。根據(jù)原料類別,高硅質(zhì)磚可分為石英一高嶺石質(zhì)高硅磚和石英一粘土質(zhì)高硅磚兩種。
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