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藍(lán)晶石基莫來石對陶瓷燃燒器磚性能的影響

發(fā)布時間：

2022-07-17

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莫來石-紅柱石-堇青石磚具有優(yōu)良的抗熱震性能，廣泛用于熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器。本文以藍(lán)晶石基莫來石-紅柱石磚和莫來石-紅柱石-堇青石磚進(jìn)行對比試驗，分析藍(lán)晶石基莫來石對陶瓷燃燒器磚的性能影響。

藍(lán)晶石基莫來石是以藍(lán)晶石為原料經(jīng)人工合成的莫來石原料，對藍(lán)晶石精礦進(jìn)行破碎、濕磨、壓濾、擠泥成型、1550℃-1600℃煅燒制得。藍(lán)晶石基莫來石理化性能見表1，X衍射分析圖譜見圖1。

表1 藍(lán)晶石基莫來石理化性能

圖1 藍(lán)晶石基莫來石X衍射分析圖譜

由表1和圖1可知，藍(lán)晶石基莫來石由60%莫來石相，30-40%玻璃相和3-5%方石英相組成。

本試驗設(shè)計兩組工藝配比， 1號工藝以礬土基莫來石、紅柱石、堇青石為主要原料，2號工藝為藍(lán)晶石基莫來石、紅柱石為主要原料。采用50kg混碾機(jī)混碾，400 t壓力機(jī)成型，隧道窯燒結(jié)。試驗樣品見圖2，理化性能檢測結(jié)果見表2。

圖2 試驗樣品圖

表2 理化性能檢測結(jié)果

由表2可以看出1號、2號工藝化學(xué)組成接近。2號工藝氣孔率、體積密度、耐壓強(qiáng)度、荷重軟化溫度均明顯優(yōu)于1號工藝。2號工藝的荷重軟化溫度比1號試樣提高了68℃，這是因為在溫度到達(dá)1460℃后，堇青石完全分解為莫來石和玻璃相[1]。耐火材料用的合成堇青石的原料雜質(zhì)含量多（為了擴(kuò)大堇青石生成溫度范圍，促進(jìn)燒結(jié)），故高溫性能一般。藍(lán)晶石基莫來石由于雜質(zhì)含量少，主晶相含量高，晶型好，高溫性能（荷重軟化溫度、蠕變率）遠(yuǎn)高于同鋁含量的其它鋁硅系原料。

1號、2號工藝抗熱震（1100℃水冷）次數(shù)均大于100次，滿足了陶瓷燃燒器磚熱震性能＞100次的要求，100次熱震后試驗磚見圖3。從圖3中可以看出，兩者雖然都能在不破損的情況下完成100次熱震測試，但1號工藝的裂紋數(shù)量、寬度、長度均明顯小于2號工藝，由此可見莫來石-紅柱石-堇青石磚的抗熱震性能更優(yōu)。
分析認(rèn)為藍(lán)晶石基莫來石是一種莫來石-高硅氧玻璃復(fù)相材料，其發(fā)育良好的莫來石晶體，分布均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及高粘度的富硅玻璃相，都對材料的抗熱震性具有改善作用，特別是其高粘度玻璃相的存在，不僅可以減少高溫下晶體間的滑移、提高材料的熱態(tài)機(jī)械性能，還有抑制裂紋延伸的作用[1]。