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高铝耐火砖产生裂纹原因分析

发布时间:2021/05/27 行业新闻 标签:耐火砖浏览次数:101

生产高铝耐火砖时经常出现的缺陷,网状裂纹产生的原因比较复杂。熟料的杂质含量(特别是R2O含量)、烧结程度、临界颗粒尺寸、细粉加入量、泥料的混合质量、坯体干燥介质的湿度和温度、坯体在烧成过程中发生的收缩以及二次莫来石化反应和刚玉再结晶作用等,都会导致高铝砖的表面产生网纹。高铝砖的烧结是液相烧结,液相的形成温度和液相量、烧成时的升温速度和气氛条件也是导致不一致收缩,造成表面网状裂纹的重要因素。
烧结程度和烧成气氛及存在于气相中的挥发物对高铝耐火砖表面网状裂纹具有很大的影响。烧结不良的熟料在高铝砖烧成过程中继续收缩,引起高铝砖开裂和产生裂纹;同时烧结不良的熟料中,二次莫来石化不充分,在高铝砖的烧成过程中,熟料本身的二次莫来石化仍在继续进行,这是造成高铝砖收缩不一致的一个内在因素,导致了高铝砖网状裂纹数量的增多和开裂程度的加大。高铝砖表面的网状开裂程度还与所采用熟料的吸水率有着密切关系。熟料的吸水率越大,网纹的开裂程度就越大。当用吸水率达的熟料制砖时,高铝砖在烧成过程中熟料本身要继续完成烧结过程,高铝砖收缩较大,且不均匀,因而容易出现开裂和网纹。另外窑内烧成气氛也是高铝高铝砖产生网状裂纹的原因之一,烧成高铝高铝砖时,窑内气氛需弱氧化焰,过剩空气系数控制在实践表明,高铝砖表面网络裂纹有过剩空气系数增大而减少的趋势,但是空气过剩系数波动不宜过大。
此外,高铝耐火砖表面网状裂纹多产生于码砖缝隙内的砖表面。因此可以推断,当窑内过剩空气系数小,或产生还原气氛时,由于砖缝较小,CO容易在这些地方滞留,从而使高铝砖中的Fe2O3还原成FeO;面向通道的耐火砖表面,气流比较畅通,所以不会受气氛变化的影响,没有网络裂纹的产生。特别需要注意的是,在烧成过程中应尽量避免燃烧气氛性质的频繁变化。因为这种交替的变化作用将使表面受到损伤。
由表面网状裂纹较多的高铝砖的表面和中心部位的化学分析可以看出,高铝耐火砖体表面的Al2O3比中心部位高1%-2%,而SiO2低1%-2%,NaOb比中心高10倍以上。由物相分析可知,表皮莫来石含量比中心部位低12%,刚玉含量高4%-5%,玻璃相含量高7%-8%。这说明在Na2O的迁移过程中,Na+挥发并吸附在高铝砖表面上,它将促进使莫来石分解,使高铝砖表面的莫来石减少,刚玉、玻璃相增加。由于表面的液相量的增多和提前出现,使砖体表面过早收缩,导致网纹的产生。
实践表明,为了避免和减少网络裂纹产生,对1、2级高铝矾土熟料的吸水率分别控制在4%-5%以下,对筒磨粉的吸水率也应控制在6%以下,过剩空气系数控制在1.1-1.2之间为宜,而且应该通过热工调整,使高铝砖的烧成处于稳定的弱氧化气氛中。
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