高铝砖的种类及蠕变性能、热震性能的提高方法

 

 

 

高铝砖是比较常见的耐火砖之一，种类非常多样化，今天为大家介绍一下高铝砖的种类和高铝制品的蠕变性能、热震性能和使用寿命的提高方法。

关于耐火材料制品高铝砖的分类，主要分为普通高铝砖、低蠕变高铝砖、高荷软高铝砖、微膨胀高铝砖、磷酸盐结合高铝砖等种类。

1、普通高铝砖

该耐火砖的主要矿物组成为英来石、刚玉和玻璃相，随着制品中Al2O3含量的增加，莫来石和刚玉也增加，玻璃相将相应减少，制品的耐火度和高温性能随之提高。普通高铝砖具有一系列比粘土砖更加良的耐火性能，是一种应用效果好、使用广泛的材料，广泛应用于各种热工窑炉之中。与粘土砖相比，可以有效地提高窑炉的使用寿命。

2、低蠕变高铝砖

通过采用所谓的未平衡反应来提高高铝砖的抗蠕变性能。即根据窑炉的使用温度情况，在基质中添加三石矿物、活化氧化铝等，使基质的组成接近或完全是莫来石组成，因为基质的莫来石化，将提高材料的莫来石含量，降低玻璃相含里，而莫来石异的力学、热学性能有利于材料高温性能的提高。为使基质完全莫来石化，控制Al2O3/SiO2是关键。低蠕变高铝砖广泛应用于热风炉、高炉等热工窑炉之中。

3、高荷软高铝砖

高荷软高铝砖与普通高铝砖相比，所不同的是基质部分和结合剂部分：基质部分除添加三石精矿之外，按照烧后化学组成接近莫来石的理论组成，合理引入了高铝物料，如刚玉粉、高铝刚玉粉等;结合剂选择质球粘土等，视品种不同采用不同的粘土复合结合剂，或者莫来石结合剂。通过上述方法，高铝砖的荷重软化温度可以提高50~70℃左右。

4、微膨胀高铝砖

该砖主耍是以高铝矾土为主要股料，添加三石精矿，按照高铝砖生产工艺流程制成的。为使高铝砖在使用过程中适量膨胀，关键是选择好三石精矿及其粒度，控制好烧成温度，使所选择的三石矿物部分莫来石化，残留部分三石矿物，残留的三石矿物在使用过程中进一步莫来石化(一次或二次莫来石化)，伴随者体积膨胀。选择的三石矿物以复合材料为好。因三石矿物的分解温度各不相同，莫来石化产生的膨胀也各有差异。利用此特征，高铝砖因工作温度不同而有相应的膨胀效应，挤压砖缝，提高了衬体的整体密实性，从而提高了砖的抗熔渣渗透能力。

5、磷酸盐结合高铝砖

磷酸盐结合高铝砖是以致密或者一级高铝矾土熟料为主要原料，磷酸盐溶液或磷酸铝溶液为结合剂，经过半干法机压成型后，于400~600℃热处理而制成的化学结合耐火砖。它属于不烧砖，为避免在使用过程中制品收缩较大，配料中一般需要引入加热膨胀性原料，如蓝品石、硅石等。与陶瓷结合的烧成高铝砖相比，其抗剥离性能更好，但是其荷重软化温度较低，抗侵蚀性能较差，因此滞要加入少量的电熔刚玉、莫来石等，以强化基质。磷酸盐结合高铝砖广泛应用于水泥回转窑、电炉顶等窑炉部位。

如何提高高铝砖抗蠕变性？

1、纯化原料：提高原料的纯度或对原料进行提纯，尽量减少低熔物和强熔剂等杂质成分(如，粘土砖中的Na2O、硅砖中的Al2O3、镁砖中的SiO2和CaO等)的含量,从而降低制品中的玻璃相含量(这是提高该性能的方法);

2、强化基质：引入“逆蠕变效应”物质。如在高铝砖配料中引入一定尺寸的石英颗粒，高铝砖在高温下使用时，其中石英SiO2和高铝原料中的Al2O3持续发生莫来石的合成反应，反应过程伴随有一定程度的体积膨胀。这种体积膨胀的作用既是“逆蠕变效应”，可以抵消材料蠕变时的收缩变形，从而提高了高铝砖的抗蠕变性能。

3、改进工艺：合理设计配合料的颗粒级配，提高坯体的成型压力，获得高致密度坯体，减少制品中的气孔数量，使制品抗蠕变的有效成分增加;合理制定烧成制度(烧成温、保温时间、加热及冷却速度)，使材料中的要物化反应充分进行，获得需要的物相组成和组织结构。

提高高铝砖抗热震性的方法 

如何提高高铝砖的抗热震性。主要影响耐火制品抗热震性的主要因素是材料在加热或冷却过程中由于热胀冷缩产生的热应力。一般来讲，热膨胀率越大的材料抗热震性越差，如硅砖、镁砖等;热导率越大的材料抗热震性越好，如碳化硅制品等。

从热弹性理论出发，材料的弹性模量越小，强度越大，热导率越大，制品的抗热震性较好。而能量理论认为制品有较高的断裂表面能时，可提高制品的抗热震性。也就是说，当制品具有细小的气孔，使得制品在温度变化时产生较大的内应力，储存了较多的内在能量时，能够通过制品产生微细的裂纹，而将这些有可能导致制品损毁的能量释放出来，就能大幅度提高制品的抗热震性，即在制品中有意引入微裂纹，使裂纹扩展的程度减到小，是提高材料抗热震性的途径之一。

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