高熱穩定性氧化鋁空心球磚是一種使用溫度可高達700的高溫隔熱體積密度的耐火材料。它廣泛應用于溫度變化頻繁、熱沖擊負荷大、不接觸液體物質的高溫爐窯內襯上。無氧化爐屬于連續退火爐,由于硅鋼生產的復雜性,爐內用氫氣、氮氣作保護很多,一旦某一裝置發生故障,爐內燃燒控制系統必須立即關閉切斷,爐子降溫熄火。因此,爐子反復升降溫的情況較多,所以對爐內耐火材料要求是應具有優良的抗熱震穩定性。
影響硅鋼熱處理爐爐襯壽命的關鍵是氧化鋁空心球磚的熱震穩定性,氧化鋁空心球磚中莫來石相的存在可以改善磚的熱震穩定性。我們研究了原料的種類,礦化劑、原料處理工藝,按比例配料及燒成工藝制度等對莫來石形成的影響,以及對氧化鋁空心球磚熱震穩定性的影響,以氧化鋁空心球和氧化鋁粉味主要原料,添加適量粘土等,以磷酸鹽作結合劑,經手工成型和高溫燒成獲得穩定性氧化鋁空心球磚。研制的產品必須達到下列指標? Al2O3≥83%,SiO2≤15%,Fe2O3≤0.3%,氣孔率≥50%,熱震穩定性(1100水冷)≥20次,常溫耐壓強度≥6MPa,重燒線變化(1600,3h)≤±0.2%,熱導率(平均溫度350±10)>0.642W(m·K),產品成品率≥95%。
研制過程
(1) 對榮盛的氧化鋁空心球磚的使用情況進行總結和理化性能進行分析;
(2) 對粘土、藍晶石、硅線石等硅礦物進行莫來石化反應試驗;
(3) 選擇合適的外加劑和原材料,并據在不同的加入量對比燒成后的熱震穩定性數據,確實合適的原料加入量;
(4) 在不同燒成溫度下比較試驗磚的耐壓強度,重燒線變化和熱震穩定性等的變化,制定出工業生產的工藝制度;
(5) 通過工業生產中制品燒成尺寸的變化情況得出模具縮放尺寸的比例;
(6) 根據多次試驗,確定出榮盛耐材的燒成溫度,使制品在燒成中形成針柱狀莫來石,達到研制攻關目的。
(7) 編制高熱穩定性氧化鋁空心球磚質量標準。
研制成效
我們以氧化鋁空心球為骨料,氧化鋁細粉和含硅礦物為基質,添加微量外加劑、紙漿、硫酸鋁等作結合劑,經混煉、振動成型、干燥和燒制成抗熱震穩定性優異的氧化鋁空心球磚。
氧化鋁空心球磚坯在燒成過程中,含硅礦物質和氧化鋁細粉發生二次莫來石化反應,在微量外加劑的促進下,莫來石呈針柱狀發育。針柱狀莫來石晶體長徑比較大(8~9倍)。而且針柱狀莫來石相互交錯,鑲嵌構成結構穩定,力學強度大的三維網絡結構,因而大幅度地提高了氧化鋁空心球磚的抗熱震穩定性及高溫性能。