高熱震穩(wěn)定性隔熱制品氧化鋁空心球磚的研制

　　氧化鋁空心球磚是以工業(yè)氧化鋁為質(zhì)料經(jīng)電弧爐高溫烙融、熔體經(jīng)壓縮空氣噴吹而制得的一種空心球狀物,經(jīng)模壓成型而成.以氧化鋁空心球及氧化鋁細(xì)粉為質(zhì)料制成的高純氧化鋁空心球磚具有較高的隔熱保溫性能及耐高溫性能,運(yùn)用溫度可高達(dá)1800℃,氧化鋁空心球磚廣泛用于不直接接觸高溫熔體的高溫窯爐的工作襯,也能夠用于高溫窯爐的保溫層資料.但是,氧化鋁空心球磚中因?yàn)楣橇霞盎|(zhì)礦相組成均為剛玉相,熱膨脹率較大,導(dǎo)致該產(chǎn)品的熱震穩(wěn)定性極差,大大影響了氧化鋁空心球磚的運(yùn)用壽命,特別是在溫度動搖較大的環(huán)境中運(yùn)用易發(fā)作開裂、剝落,運(yùn)用壽命短,很難滿足高溫或超高溫間歇式窯爐的運(yùn)用要求.因而,我們研究開發(fā)了運(yùn)用在1700攝氏度以下的莫來石結(jié)合氧化鋁空心球磚和運(yùn)用于1800℃的高熱穩(wěn)定性氧化鋁空心球磚,以滿足不同運(yùn)用條件高溫窯爐的需求,這契合國家節(jié)能減排方針,也利于低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向.

　　低溫型(1700攝氏度)高熱震穩(wěn)定性隔熱制品氧化鋁空心球磚的試制

　　一般的高純氧化鋁空心球磚因?yàn)檠趸X空心球骨料顆粒呈球面,顆粒之間點(diǎn)結(jié)合,不能構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)交錯,相互鑲嵌的高強(qiáng)結(jié)構(gòu),顆粒之間的結(jié)合力較差,再加上一般氧化鋁心球磚的基質(zhì)相是剛玉,導(dǎo)致該產(chǎn)品的熱震穩(wěn)定性極差,大大影響了氧化鋁空心球磚的運(yùn)用壽命.經(jīng)過研究及對進(jìn)口氧化鋁空心球磚剖析,以為在氧化鋁空心球磚中引進(jìn)膨脹系數(shù)較小的第二相莫來石相能夠有效地改進(jìn)制品的熱震穩(wěn)定性,在基質(zhì)中引進(jìn)氧化硅、三石、粘土等微粉來代替部分燒結(jié)氧化鋁微粉,使得基質(zhì)內(nèi)莫來石化,莫來石結(jié)合相的引進(jìn)能大大進(jìn)步了氧化鋁空心球磚的熱震穩(wěn)定性,但隨雜引進(jìn)也降低了其較高運(yùn)用溫度.

　　質(zhì)料對氧化鋁空心球磚的高溫運(yùn)用性能影響很大,因而質(zhì)料選擇上選用高純質(zhì)料,盡量減少氧化鐵,二氧化鈦等含量,莫來石化實(shí)驗(yàn)是選用含硅礦藏細(xì)粉、氧化鋁細(xì)粉和適量礦化劑共混,參加紙漿作結(jié)合劑,氧化鋁空心球磚試制以氧化鋁空心球?yàn)楣橇?含硅礦藏和氧化鋁細(xì)粉的混合粉為基質(zhì),參加適量結(jié)合劑混練,經(jīng)睏料后,在加壓振蕩成型機(jī)上成型230mmx114mmx65mm標(biāo)型氧化鋁空心球磚.成型的磚坯經(jīng)枯燥后在高溫梭式窯內(nèi)進(jìn)行燒成.

　　實(shí)驗(yàn)成果能夠反映出,配料中含硅礦藏添加添加時,氧化鋯空心球磚中莫來石含量相應(yīng)添加,跟著氧化鋁空心球磚的熱震穩(wěn)定性敏捷進(jìn)步,但莫來石含量添加到27%以上時,氧化鋁空心球磚的熱震穩(wěn)定性不再添加,反而下降.由SEM顯微結(jié)構(gòu)能夠看出,3#、4#的基質(zhì)部分結(jié)構(gòu)較類似,為多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),氧化鋁空心球磚的主晶相為發(fā)育良好的柱狀莫來石晶體,柱狀莫來石晶體構(gòu)成了連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)骨架,氧化鋁空心球磚少量的玻璃相填充于柱狀莫來石晶體之間,基質(zhì)中殘余微量的剛玉相,基質(zhì)燒結(jié)良好,氧化鋁空心球磚中基質(zhì)莫來石網(wǎng)絡(luò)骨架中包括的氣孔多呈封閉形狀,氣孔直徑為20um以下,與板狀剛玉顆粒中氣孔結(jié)構(gòu)類似能夠緩解熱應(yīng)力,對進(jìn)步熱震穩(wěn)定性有非常好的作用.

　　含硅的礦藏參加較少時,對氧化鋁空心球磚的抗熱震穩(wěn)定性改進(jìn)不大,當(dāng)參加量較大時,空心球基質(zhì)中莫來石為主晶相,剛玉晶體很少,莫來石晶體發(fā)育良好,呈柱狀形狀.柱狀莫來石晶體構(gòu)成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),氣孔成孤立狀況,氧化鋁空心球磚的抗熱震穩(wěn)定性大幅度進(jìn)步.當(dāng)含硅礦藏參加量持續(xù)添加時,基質(zhì)中莫來石晶體雖然發(fā)育較好,但或許因?yàn)榛|(zhì)過燒在基質(zhì)與空心球顆粒之間發(fā)生大的貫穿裂紋,使氧化鋁空心球磚強(qiáng)度降低,熱震穩(wěn)定性也隨之下降.因而,氧化鋁空心球磚中參加適量的適宜品種的含硅礦藏可明顯進(jìn)步其熱震穩(wěn)定性.

　　高溫型(1800攝氏度)高熱震穩(wěn)定性隔熱制品氧化鋁空心球磚的試制

　　選用3~0.2mm的氧化鋁空心球及鎂氧化鋁空心球?yàn)楣橇?以燒結(jié)氧化鋁微粉和含氧化鎂的添加物為基質(zhì),先將骨料混合均勻后,再參加結(jié)合劑及預(yù)先混合好的微粉進(jìn)行混練,泥料經(jīng)睏置后在加壓振蕩成型機(jī)上用木模成型尺度為230mm*114mm*65mm標(biāo)型氧化鋁空心球磚.成型后的氧化鋁空心球磚坯自然放置12小時后進(jìn)入枯燥道進(jìn)行枯燥,枯燥后的磚坯在高溫梭式窯內(nèi)燒成.一般高純氧化鋁空心球磚隔熱資料的基質(zhì)部分首要組成為剛玉,剛玉的熱膨脹系數(shù)較大,這是導(dǎo)致氧化鋁空心球磚熱震穩(wěn)定性差的首要原因之一.經(jīng)過引進(jìn)熱膨脹系數(shù)較小的第二相來構(gòu)成復(fù)合資料,使用兩者之間膨脹系數(shù)失配構(gòu)成的微裂紋,改進(jìn)耐火資料抗熱沖擊性能,從而有效地進(jìn)步氧化鋁空心球磚的抗熱震性.一般高溫氧化鋁空心球磚的基質(zhì)部分組成為燒結(jié)氧化鋁,而燒結(jié)氧化鋁的平均線膨脹系數(shù)較大,從面導(dǎo)致該氧化鋁空心球磚熱震穩(wěn)定性差.經(jīng)過在基質(zhì)中引進(jìn)適量的氧化鎂,使氧化鋁空心球磚在燒成過程中原位反響生成平均線膨脹系數(shù)較小的第二相——鎂鋁尖晶石來構(gòu)成復(fù)合資料,因?yàn)殒V鋁尖晶石的線膨脹系數(shù)小氧化鋁的線膨脹系數(shù),兩者之間的膨脹系數(shù)失配會構(gòu)成微裂紋,可有效地緩沖吸收溫度動搖發(fā)生的熱應(yīng)力,從而進(jìn)步氧化鋁空心球磚的抗熱震性.

　　當(dāng)氧化鎂的含量超過一定數(shù)量時,氧化鎂的氧化鋁之間的膨脹反響過快,氧化鋁空心球磚結(jié)構(gòu)的疏松對資料強(qiáng)度的直接損壞作用大于抗震熱時的奉獻(xiàn)作用,此時反而起到負(fù)面作用.因而,在氧化鋁空心球磚的基質(zhì)部分中參加適量的氧化鎂成份,構(gòu)成一定量的鎂鋁尖晶石相,進(jìn)步了氧化鋁空心球磚的抗熱震性.