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锆英石砖性能级生产工艺

发布时间:2021/06/15 行业新闻 标签:耐火砖浏览次数:709

锆英石砖的使用及生产,原料杂质含量高,将降低锆英石砖的高温力学性能及其分解温度。当原料中含较多的Al2O3时,制品的耐火度和荷重软化温度将有所降低,烧结温度和分解温度也明显地降低,可在1500  °C或更低温度下大部分或全部分解。锆英石在高温下易溶于玻璃液中,导致砖体结构的弱化。原料中的TiO3达到一定量时,锆英石在 1350 °C左右就开始分解,1600℃时即出现发育良好的ZrO2晶体。同时,TiO3在高温下会与锆英石反应形成具有较高热膨胀系数的新生矿相,使高纯锆英石砖的热震稳定性降低,其降低程度随TiO2含量的增加而提高。因此,必须严格控制锆英石原料中有害杂质的含量,务必使其制品的高温力学性能保持在较高水平,使其分解温度高于玻璃池窑的工作温度。

外加物种类

将各种外加物按规定比例引入高致密锆英石砖的配料中,在相同工艺条件下进行试验,以考察各外加物对制品性能的影响。试验结果示于表2。

表1  外加物种类对高致密锆英石砖性能的影响 外加物种类

从表1可以看出,无外加物的配料,除常温耐压强度较低外,显气孔率和体积密度指标还比较好,但远不及加入外加物A、B、F的试样;加入A、B、F的试样的技术指标均优于引进的美国和德国的同类产品;加入D的试样的技术指标优于无外加物试样,与引进产品相当;而加入C和E的试样,除常温耐压强度与德国产品相当外,显气孔率和体积密度均远不及德国产品,更不能与加入A、B、F的试样相媲美。从促进锆英石烧结和与无碱玻璃反应的匹配性等诸多因素考虑,选择A作为工业化生产高致密锆英石砖的外加物。

外加物A的加入量

在相同工艺条件下,引入不同量的外加物A,以确定其最佳加入量。试验结果列于表2。表2 数据显示,制品的体积密度和耐压强度均随A的加入量的增加而先升后降,呈现一个峰值。显气孔率无明显变化,仅以加入量为6a者略高。据此,外加物A的加入量以3a为宜。

烧成温度

采用若干组相同的试样,在氧化或弱氧化气氛的高温梭式窑中,分别在不同的温度下烧成,以考察烧成温度对高致密锆英石砖性能的影响。结果示于表4。

表3  烧成温度对高致密锆英石砖性能的影响

显而易见,在T2温度下烧成的制品,无论是显气孔率、体积密度或是常温耐压强度,都远优于其他温度下烧成的制品;T1温度下烧成的试样,显气孔率异常地高,竟达25 %,体积密度和强度也明显低,表明试样在T1温度远未烧结,换而言之,在该温度下,锆英石结构内部的可扩散基元未能获得足够的能量进行自扩散或扩散速度极慢,严重影响了晶体的聚集长大;T3温度下烧成试样的技术指标优于T1温度下的试样,但远不及T2温度下的试样;T4 温度下,除显气孔率低于T1外,其他指标远不及 T1。可以看出,烧成温度高于T2后,随烧成温度提高,试样性能越趋恶化。可以认为,在T3温度下,锆英石大部分分解,析出斜锆石和游离SiO2。这种游离SiO2在该温度下呈软化状态分布在斜锆石晶粒周围,冷却后形成较多的微裂纹,导致试样的显气孔率增加,强度下降。在T4温度下,锆英石无疑已全部分解成结晶良好的斜锆石和呈全熔融状态的石英相,斜锆石晶体被石英包裹,冷却后,出现更多的裂纹,使试样显现出更高的显气孔率,更低的密度和强度。