半硅质耐火材料

刚
玉→→刚玉-C
刚玉-Sialon，刚玉-SiON→→刚玉-AlON
→→Al2O3-SiC-C→→Al2O3-SiC-Sialon, Al2O3SiC-SiON
举例： ◆ ◆ ◆ ◆ 陶瓷匣钵 铁水预处理用莫来石质脱硫喷枪 水泥窑窑口红柱石-碳化硅砖 干熄焦炉用莫来石砖和莫来石-碳化硅砖
不同方式结合的SiC质窑具理化指标典型值
— 原料杂质多，石英颗粒细，耐火性能↓，热震稳定性↓，
但强度↑ — 石英颗粒大，强度↓，但热震↑，荷重软化温度↑
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第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料
◆ 用蜡石原料制砖时，其工艺要点应根据蜡石原料的
化学矿物组成来确定。 — 生料直接制砖
— 采用部分蜡石原料煅烧成熟料后加入
— 泥料水分严格控制 — 缓慢冷却
第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料
作业讨论：
试述刚玉-莫来石耐火材料中莫来石的引入方 式或种类、莫来石合成料的生产工艺路线和 影响合成料质量的因素。
第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料 9 半硅质耐火制品
定义：
Al2O3＜30%，SiO2＞65％ 原料： 硅质粘土或原生高岭土及其尾矿、煤矸石、蜡石等。 结合剂： 结合粘土 制造工艺： 半硅质制品的制造工艺和粘土砖没有原则上的区别。
1600
13 2.61
1650
3.10
耐压强度/MPa
抗折强 度/MPa 室温 1400℃
>100
22 13.5
>100
23.5 20
>105
21 18
150
43 40
44 41
>100
36 33
1000
126.5 (1482℃)
热膨胀率/%
0.46
0.47
0.47
0.45
0.47
0.47
0.40
SiC-莫来石匣钵
—— 结晶习性（针状、棒状、柱状） —— 热膨胀系数（小）
玻璃效应：玻璃相——矿化剂、杂质
→→→ 高温力学强度↑，热震稳定性↑
原料 鳞石英→→熔融石英 莫来石→→锆莫来石 →→锆刚玉莫来石→→锆刚玉 刚 玉→→铬刚玉 钛刚玉
制品 鳞石英→→鳞石英-SiC→→SiC-鳞石英, Si3N4-鳞石英 莫来石→→粘土-熔融石英 莫来石-堇青石 莫来石-SiC，叶蜡石-SiC →→红柱石-SiC， 硅线石-SiC 莫来石-刚玉→→刚玉-莫来石
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第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料
性能特点
— 微膨胀有利于提高砌体的整体性，减弱熔渣沿 砖缝对砌体的侵蚀作用。 — 粘度大的釉状物质，阻止熔渣向砖内渗透，从 而提高抗熔渣侵蚀的能力。 应用 ●钢包内衬 ●浇钢砖 ●铁水包内衬 ●窑炉烟道
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总结 硅石耐火材料，Al2O3-SiO2系耐火材料 结晶效应： 最有意义的结晶矿相：鳞石英、莫来石
氧化物结合 项目 粘土 结合 二氧化 硅结合 A 二氧化 硅结合 B 氮化物结合 氮化硅 结合A 氮化硅 结合B 氧氮 化物 结合 重结晶
氧化气氛最高使用温度/℃
显气孔率/% 体积密度/g/cm3
1450
15 2.52
1500
14 2.60
1550
14 2.57
1600
13 2.60
1600
13-15 2.552.62
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第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料
◆ 利用天然的硅石粘土时，要根据原料的性质和成品 的使用条件，决定是否加入熟料。
— 全天然的硅石粘土 — 加入10～20%的粘土熟料
◆ 烧成最高温度随所用原料特性而有差异，一般约为 1350~ 1410℃。
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第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料
◆ 如果外加石英砂或硅石作瘠性料时，其颗粒大小应根据 制品性能要求而定。
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喷枪
破损形式： ◆ 枪体纵横裂纹烧穿 ◆ 枪体弯曲 ◆ 枪头脱落 如何防止裂纹的产生是目前首要解决的问题。 莫来石或莫来石－SiC材料
水泥回转窑窑口材料
红柱石矿石外观照片
红柱石-SiC材料的显微结构照片
3000
● ●
● -红 柱石 ■ -低 温石英 ▲-SiC
2000
●
●
1000
▲
● ▲ ■
耐磨性 /cm3
4.36
3.40
5.29
5.31
8.21
第四章 Al2O3-SiO2系耐火材料
课
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Position[ 2Theta]
红柱石-SiC材料的XRD图谱
干熄焦炉耐磨砖
莫来石-SiC砖 编号 A B C SS S 莫来石砖