微膨脹高鋁磚的應(yīng)用及生產(chǎn)過程、原料的選擇

控制微膨脹高鋁磚的生產(chǎn)過程，采用多級配料和共磨細粉工藝，在雙螺旋攪拌機中提前將各種原料的細粉混合均勻。泥漿的混合采用φ2750型強力攪拌機制備。坯體由300~500t摩擦壓磚機高壓成型。成型后，磚坯送入隧道式干燥機，完全干燥，控制干坯殘留水分≤1.5%，最后通過隧道窯燒制。出窯后的微膨脹高鋁磚嚴格按照GB/T10326-2001《定型耐火產(chǎn)品尺寸、外觀及截面檢驗方法》和用戶合同標準進行分級選擇。

根據(jù)GB/T10325-2001《定型耐火產(chǎn)品抽樣驗收規(guī)則》和用戶要求，對選擇后的微膨脹高鋁磚進行各種性能測試。只有通過檢驗的產(chǎn)品才能包裝和運輸。我公司嚴格控制每道工序的質(zhì)量，確保產(chǎn)品的性能和形狀尺寸，確保用戶滿意。

高鋁磚用于連鑄或大型電爐鋼包裝。在高溫和長期鋼水浸泡的作用下，磚會剝落、爆裂、二次燒結(jié)、體積收縮、磚縫增大等。鋼水侵入、懸掛渣侵蝕、鼓包等。在磚縫和爆裂部位，大大降低了鋼包的使用壽命。為了提高鋼包襯磚的性能，提高連鑄鋼包裝的使用壽命，用微膨脹高鋁磚代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高鋁磚。

選用微膨脹高鋁磚原料

生產(chǎn)微膨脹高鋁磚時，以陽泉高鋁土礦熟料為主要原料，以三石礦物和葉蠟石為膨脹劑，添加部分高鋁細粉和剛玉細粉作為添加劑。

陽泉高鋁土礦熟料的主要原料是水鋁石和高嶺石，還有少量三水鋁石、勃姆石和多水高嶺石。雜質(zhì)含量低，質(zhì)量穩(wěn)定，燒結(jié)充足，體積密度高，物料吸水率不大于4%。

討論膨脹劑及其特性如下。

(1)

三石的特點:三石是一種優(yōu)良的天然無水硅酸鋁原料，其化學分子為:Al2O3SiO2或Al2SiO5，理論組成為:Al2O362.93%，SiO237.07%。三石礦物在高溫下不可逆轉(zhuǎn)化為3Al2O3.2SiO2和SiO2，其體積膨脹效應(yīng)分別為:藍晶石16%~18%，紅柱石7%~8%，硅線石3%~5%。從其轉(zhuǎn)化后的體積膨脹效果來看，藍晶石膨脹大，所以膨脹劑選擇為藍晶石。

首選藍晶石斜方晶系統(tǒng)，晶體常沿C軸延伸為長柱狀、針狀、纖維狀，具有玻璃光澤，比例為3.53~3.65gcm-3，硬度為6.5~7.0，熔點為1850℃。分為藍晶石和少量硅線石，副礦物成分為石英，次礦物成分為黑云母、金云母、綠泥石。藍晶石在1300℃下開始發(fā)生莫來石化反應(yīng)，產(chǎn)生體積膨脹，抵消軟粘土的收縮，保證產(chǎn)品的體積穩(wěn)定性。

在1400~1500℃的高溫下，紅柱石主要是莫來石化的轉(zhuǎn)化期，不可逆轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)化為莫來石和石英的混合物，并伴隨著3%~5%的體積膨脹。在此期間，莫來石化在1400℃的膨脹值大，即1400℃的膨脹值強。莫來石是一種化學性能穩(wěn)定、高溫機械性能好的高溫耐火原料。

紅柱石的莫來石化通常從顆粒邊緣或顆粒裂縫開始，并逐漸發(fā)展到顆粒的中部。在相同的燃燒系統(tǒng)下，小顆粒的莫來石化程度高于大顆粒的莫來石化。大顆粒的紅柱石只發(fā)生在其周圍。由于時間和溫度的限制，形成的莫來石晶體不能發(fā)育成粗大的莫來石晶體，只能并交織成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在材料中加入紅柱石主要是利用其高溫分解產(chǎn)生莫來石，從而在結(jié)構(gòu)中形成紅柱石-莫來石網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高材料性能。

(2)

葉蠟石的特點:葉蠟石是一種含水鋁硅酸鹽，化學分子為Al2O3.4SiO2.H2O，其中Al2O3的理論含量為28.3%，SiO2為66.7%，H2O為5.0%。其礦物由葉蠟石、石英、高嶺石和絲云母組成。密度2.65~2.90g.cm-3，耐火性>1700℃，質(zhì)地細膩，硬度1~2，化學性能穩(wěn)定，耐熱性好，電絕緣性好。我們利用熔點高、高溫不收縮、產(chǎn)品表面光滑、不掛渣、耐腐蝕性好、完整性好的優(yōu)點作為原料，不僅降低了成本，而且充分利用了資源。

(3)膨脹原料的燒成試驗:不同燒成溫度下原料尺寸變化見表3。

(4)膨脹材料的粒度：一般來說，膨脹原材料的膨脹率隨其粒度的增加而增加。通過多次比較試驗，為了滿足產(chǎn)品性能的需要，高膨脹原材料為0。088mm，低膨脹原材料為1~0.5mm，效果較好。

(5)添加劑的作用:化學結(jié)合，促進低溫燒結(jié)，提高產(chǎn)品的耐壓強度、耐磨性和耐腐蝕性。

微膨脹高鋁磚是以高鋁土礦為主要原料，根據(jù)高鋁磚的生產(chǎn)工藝加入三塊石頭。與高鋁磚不同的是，三石精礦被引入基質(zhì)部分。耐火材料在使用過程中略有膨脹，擠壓磚縫，提高磚的整體密實度。從而提高了磚的耐鋼水滲透性。

為了使耐火磚在使用過程中適當膨脹，關(guān)鍵是在耐火材料生產(chǎn)過程中選擇三石礦物及其粒度，然后控制煅燒溫度，使選定的三石礦物部分莫來石化，殘留的三石礦物。殘留的三石礦物在使用過程中進一步莫來石化（一次或二次莫來石化），伴隨著膨脹反應(yīng)。所選的三石礦物是復合材料。由于三石礦物的分解溫度不同，莫來石化產(chǎn)生的膨脹也不同。利用這一特點，耐火材料因工作溫度不同而具有相應(yīng)的膨脹效果。

微膨脹高鋁磚配方設(shè)計

高鋁磚的配方設(shè)計如下：

(1)

耐火材料產(chǎn)品在高溫燒結(jié)過程中有化學反應(yīng)和晶體變化，對產(chǎn)品性能有很大影響。為了達到產(chǎn)品的膨脹效果，首先考慮添加膨脹原材料。添加膨脹原材料，如果不能很好地控制添加量，就會導致產(chǎn)品膨脹裂紋，惡化材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低密度和強度，嚴重影響產(chǎn)品的性能。

(2)膨脹原料采用復合原料，由于其分解溫度不同，莫來石化產(chǎn)生的膨脹也不同。

(3)控制泥漿中0.5~0.088mm粒度的含量，可降低產(chǎn)品的氣孔率，同時產(chǎn)品具有較高的熱震穩(wěn)定性。

（4）根據(jù)Al2O3/SiO2的比例控制每種原材料的添加量。添加膨脹原材料對產(chǎn)品的早期使用非常有益。在使用中后期，膨脹原材料的作用已達到極限，甚至會收縮。為了實現(xiàn)產(chǎn)品的微膨脹，主要取決于產(chǎn)品殘余反應(yīng)的二次莫來石化。

（5）采用低溫燒制，控制煅燒溫度，延遲各原材料的反應(yīng)過程，確保產(chǎn)品使用中的高溫膨脹性能。根據(jù)設(shè)計原則精心規(guī)劃工藝，比較試驗，制定以下成熟的生產(chǎn)工藝。

電爐鋼包爐襯采用微膨脹高鋁磚

高鋁磚爐襯用于連鑄或大型電爐鋼包裝。在高溫和長期鋼水浸泡的作用下，磚會剝落、爆裂、二次燒結(jié)、體積收縮、磚縫增大等。鋼水侵入、懸掛渣侵蝕、鼓包等。在磚縫和爆裂部位，大大降低了鋼包裝的使用壽命。為了提高鋼包裝磚的性能，提高連鑄鋼包裝的使用壽命，用微膨脹高鋁磚代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高鋁包裝磚。

微膨脹高鋁磚是以高鋁土礦為主要原料，根據(jù)高鋁磚的生產(chǎn)工藝加入三塊石頭。與高鋁磚不同的是，三石精礦被引入基質(zhì)部分。耐火材料在使用過程中略有膨脹，擠壓磚縫，提高磚的整體密實度。從而提高了磚的耐鋼水滲透性。

為了使耐火產(chǎn)品在使用過程中適當膨脹，關(guān)鍵是在生產(chǎn)耐火材料時，選擇三石礦物及其粒度，然后控制鍛造溫度，使選定的三石礦物部分莫來石化，剩余的三石礦物。殘留的三石礦物在使用過程中進一步莫來石化（一次或二次莫來石化），伴隨著膨脹反應(yīng)。所選的三石礦物是復合材料。由于三石礦物的分解溫度不同，莫來石化產(chǎn)生的膨脹也不同。利用這一特點，耐火材料因工作溫度不同而具有相應(yīng)的膨脹效果。