高铝砖为什么出现黑心和裂纹？

耐火砖厂家在生产高铝砖时会出现各种问题，今天为大家介绍一下生产高铝耐火砖出现黑心和裂纹的相关内容。

高铝砖黑心 

黑心是高铝砖生产中容易出现的一种现象。这种砖的特征，砖的剖面颜色逐渐发生变化，由表面的黄绿色向内部的灰黑色过渡。如果将这种黑心砖在氧化气氛下重新煅烧，黑心部分可以重新烧白。

(1)黑心产生的原因和条件

高铝砖中的主要杂质氧化物是Fe203、Ti02。从氧化气氛下重烧黑心砖变白的事实可以推测，产生黑心的原因是铁、钛杂质氧化物，气氛是产生黑心的条件。

但是，铁、钛氧化物共存与分别存在，对砖体着色有着不同的作用。钛离子单独存在时，着色不显著，砖体呈微蓝色，而铁离子单独存在时，砖体呈橙褐色。但是，铁、钛共存，即使在氧化气氛下，可增加氧化铝的着色和烧结而产生黑心。

在还原气氛条件下，铁、钛离子单独存在与共存都能使砖体黑心。但铁、钛共存时比单独存在着色更深。因此，还原气氛比氧化气氛更容易使砖体着色，特别是铁、钛离子共存，在还原气氛下黑心尤甚。

(2)避免高铝砖产生黑心的途径

由上述可知，高铝砖形成黑心和变白有2个过程：一个是高温和还原气氛使铁、钛离子还原着色，一个是在较低温度下低铁、钛离子重新氧化而脱色。据此，可以采用下列方法避免着色：

①对高钛矾土原料采用强磁选除铁，尽量避免铁、钛离子共存；

②改变高铝砖的装窑方式；

③加大热风量，造成富氧操作，避免还原气氛；

④在冷却过程中，缓慢降温，使低价铁、钛离子重新氧化而脱色。     

高铝砖裂纹形成原因 

高铝耐火砖都是非均质的多相体，存在比较大的裂纹、裂隙等，而导致其实际的抗热震性指标与计算值不完全相同，因为计算是按已知的参数，以物体大应力为前提进行的。

对于高铝耐火砖来说，大的应力梯度和短的应力持续时间意味着断裂自表面开始，但也能在造成全部破坏之前被气孔或颗粒之间的界面所阻止。对于这些高铝耐火砖，提高气孔率会导致更好的抗热震性。

我们已经注意到高铝耐火砖裂纹形成原因有以下几点：

1、高铝耐火砖通常属于多相系，不同相之间的线膨胀系数往往不同，这会引起应力而导致微裂纹产生：同时，耐火制品(砖)从烧成温度冷却时产生的应力也是微裂纹的来源。另外，使用过程中形成的应力亦能在表面引起高的应力而产生微裂纹，但不会导致高铝耐火砖终的断裂。

2、高铝耐火砖通常都采用多级配料，具有粗颗粒、中颗粒和细粉，“泛的粒度范围，因而存在许多孔隙，这些孔隙往往会成为断裂的起点。

3、高铝耐火砖在制造时由于成型所产生的残存气孔导致的微裂纹，不可能在烧成以及使用过程中消除。

4、高铝耐火砖在使用过程中因热震所产生的热应力以及机械应力将会显著地超过它们的机械强度。

上述所有特点都说明，高铝耐火砖中通常都存在比较多的气孔，高铝砖可达到0.78～2.5mm。

由此可见，对于高铝耐火砖来说，应当控制裂纹扩展的条件而不是控制裂纹的成核条件。也就是说，当高铝耐火砖在产生初裂纹之后，消除热应力而使其具有小的结构破坏的能力应成为我们研究的重点：

可以认为，应用断裂力学来分析、研究高铝耐火砖的断裂强度和裂纹扩展规律可能是适当的，其中包括高铝耐火砖抗断裂性能的指标，建立断裂损坏的条件以及高铝耐火砖的强度计算方法等内。            

高铝砖体表面的Al2O3比中心部位高1%-2%,而SiO2低1%-2%，NaOb比中心高10倍以上。由物相分析可知，表皮莫来石含量比中心部位低12%，刚玉含量高4%-5%，玻璃相含量高7%-8%。这说明在Na2O的迁移过程中，Na+挥发并吸附在高铝砖表面上，它将促进使莫来石分解，使高铝砖表面的莫来石减少，刚玉、玻璃相增加。由于表面的液相量的增多和提前出现，使砖体表面过早收缩，导致网纹的产生。

实践表明，为了避免和减少网络裂纹产生，对1、2级高铝矾土熟料的吸水率分别控制在4%-5%以下，对筒磨粉的吸水率也应控制在6%以下，过剩空气系数控制在1.1-1.2之间为宜，而且应该通过热工调整，使高铝砖的烧成处于稳定的弱氧化气氛中。

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