采用高鋁礬土為主要原料,引入少量ZrO2(因ZrO2呈單斜和四方型之間的相變,可提高耐火磚的熱震穩(wěn)定性),加入一定量的復(fù)合結(jié)合劑和添加劑,通過控制泥料的顆粒級配,經(jīng)成型和高溫?zé)芍频玫哪突鹬破烦蔀榭箘兟涓咪X磚。
抗剝落機(jī)理是由于引入ZrO2后,其微觀結(jié)構(gòu)特征決定了具有抗剝落性能。
①ZrO2集合體周圍有明顯的微裂紋,該集合體與周圍的剛玉、莫來石有明顯的間隙脫皮。
②發(fā)育良好的ZrO2集合體呈柱狀,在空間形成層狀分布,ZrO2之間有細(xì)小狹縫,其尺寸只有1~5μm,形成溝道結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)亂層迭加,迂回曲折,有利于應(yīng)力傳遞和分散。
③莫來石發(fā)育良好,呈纖維狀,與ZrO2和剛玉等在空間交錯存在,形成復(fù)合增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。顯然,ZrSiO4在高溫下分解時與周圍的A12O3反應(yīng),生成ZrO2與莫來石,ZrO2晶體的存在阻止了纖維狀莫來石晶體及板柱狀剛玉的生長,并被其包裹,因此在ZrO2周圍呈亂層狀態(tài)。
④巖相分析表明剛玉和莫來石結(jié)構(gòu)的交錯,ZrO2間插其中,在周圍存在微裂紋,較大ZrO2晶體自身及周圍有放射狀微裂紋。
抗剝落高鋁磚的上述結(jié)構(gòu)在承受應(yīng)力時會起到能量逸散,提高熱穩(wěn)定性及高溫強(qiáng)度的效果。抗剝落高鋁磚所用原材料有高鋁礬土、鋯英砂、結(jié)合黏土等。
抗剝落高鋁磚應(yīng)具有較高的荷重軟化溫度,高溫結(jié)構(gòu)性能好,熱震穩(wěn)定性能好,抗侵蝕性能強(qiáng),抗剝落、耐堿蝕、低熱導(dǎo)率等性能優(yōu)良。
抗剝落高鋁磚理化指標(biāo)
YRS-70 | YRS-75 | AZM-1550 | AZM-1650 | AZM-1600 | |
Al2O3% | 70 | 75 | 65 | 63 | 60 |
ZrO2% | 6-8 | – | – | – | – |
耐火度(℃) | 1790 | 1790 | 1790 | 1790 | 1790 |
體積密度BD g/cm3≥ | 2.5 | 2.6 | 2.5 | 2.55 | 2.6 |
顯氣孔率AP%≤ | 24 | 23 | 20 | 20 | 21 |
常溫耐壓強(qiáng)度CCS?MPa≥ | 60 | 70 | 80 | 90 | 95 |
常溫抗折強(qiáng)度?MOR?MPa | – | – | 8 | 12 | 15 |
0.2MP荷重軟化開始溫度℃RUL≥ | 1470 | 1520 | 1550 | 1650 | 1680 |
熱震穩(wěn)定性次(1100℃,水冷)TSR | 30 | 25 | 10 | 12 | 15 |
耐磨系數(shù)?CC CWT | – | – | – | 8.2 | 8.5 |