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玻璃熔窑用粘土耐火砖的性能、应用及注意事项

2019-05-22 17:06:17 点击:

  黏土质耐火砖是以耐火黏土为原料生产的耐火制品。在工业上使用十分广泛。黏土砖分为普通黏土砖、多熟料黏土砖、全生料黏土砖和高硅质黏土砖等品种。

  (1) 化学组成

  黏土砖由于其原料不同,化学成分的变化很大。其主要成分是Al2O3和SiO2。各种成分的大致范围如下:Al2O3 30%?46%、SiO2 50%?70%、Fe2O3 1.0%?3.0%、TiO2 1.0%?2.5%、(R2O+RO)1.0%?4.0%。另外有一种半酸性黏土砖,其成分为:AI2O3 11%?16%、SiO2 81%?85%、Fe2O3 1.0%?2.0%、(R2O+RO)1.0%?3.0%。

  (2) 晶相组成

  黏土砖结晶主要是莫来石3Al2O3·2SiO2(Al2O371.8%、SiO228.2%)与SiO2结晶。SiO2结晶以方石英为主,并有少量鳞石英。玻璃相主要是Al2O3、SiO2和少量其他氧化物。从相图的理论值计算出,当Al2O3 35%时,莫来石与SiO2结晶各占50%。实际上,由于砖中Fe2O3、R2O等杂质存在,使莫来石生成量较少。这一部分

  Al2O3、SiO2和其他各种氧化物组成了玻璃相。玻璃相的含量受原料种类、化学组成、烧成条件影响很大。一般情况下,SiO2、Fe2O3、R2O含量高时玻璃相多。

  (3) 黏土砖的性质及应用

  黏土砖的抗热振性较好,波动范围大,一般均大于10次(1100℃水冷),这与黏土制品的线胀系数值不太大(20?1300℃之间的平均线胀系数为4。5×10-6?5。8×10-6℃)、又无多晶转变现象及具有明显颗粒结构组织有关,因此黏土砖在玻璃窑炉中常用作池底大砖。

  黏土制品属于弱酸性的耐火制品,随SiO2含量增加其酸性增强。它对酸性具有一定的侵蚀抵抗能力,而对碱性侵蚀抵抗能力较差。因此黏土制品宜于用作酸性窑炉的耐火材料。玻璃窑用大型黏土质耐火砖是指砌筑玻璃窑用的单重不小于50kg的黏土质耐火砖。冶金行业标准(YBT5106—1993)将黏土质耐火砖按理化指标分为N-1、N-2a、N-2b、N-3a、N-3b、N-4、N-5、N-6八种牌号。

  该标准还对砖的断面层裂等作了下列规定。

  ①砖的断面层裂长度小于400mm的砖:层裂宽度0.26?0.50mm时,长度不大于40mm;层裂宽度0.51?1mm时,长度不大于25mm。长度大于400mm的砖:层裂宽度0.26?0.50mm时,长度不大于80mm;层裂宽度0.51~1mm时,长度不大于50mm。

  ②层裂宽度小于0.25mm的裂纹,长度不限制。

  ③断面上不得有大于1mm的空隙与裂纹。

  (4)黏土砖使用注意事项

  ①不同成形方法生产的黏土砖制品性能不同

  除高压成形方法外的各种成形方法生产的黏土砖中,结合物含量都比较多,因而烧成温度不能太高。这种砖荷重软化温度低、重烧收缩大、气孔率高。泥浆浇注法和高压成形法生产的黏土砖组织结构比较均匀。而其他成形方法生产的黏土砖组织结构不均匀,会出现层状结构、造成方向性开裂及内部裂纹等问题。

  ②骨料与结合物

  一般结合耐火材料骨料与结合物的抗侵蚀性不同。骨料抗侵蚀性比结合物好。这两者抗侵蚀性差别较大时,结合物首先被侵蚀,从而造成整个耐火材料的破坏。但是为了制得气孔率低的黏土砖,常在结合物中加入少量石英和R2O。这样黏土砖的机械强度增加,但也造成了结合物抗侵蚀性下降。

  根据这一特点,在熔窑的不同部位,由于侵蚀条件不同,可以选用不同黏土砖。蓄热室下部炉条碹及下部格子砖,受到配合料粉尘和挥发物的侵蚀比较小,温度也较低,负荷重大,主要要求机械强度高。因此,砖中结合物可以含有适量的SiO2、Fe2O3、R2O。但是用于高温部位的黏土砖,主要要求耐火度高,其结合物中含杂质少。

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