高铝砖铝含量与荷载软化温度的关系

    高铝耐火砖是高铝砖的简称。其主要矿物成分为莫来石、刚玉和玻璃相。随着高铝砖中氧化铝含量的增加，莫来石和刚玉相的数量增加，玻璃相相应减少，产品的耐火性能和高温性能相应提高。玻璃相数量的增加和粘度的降低会破坏高铝砖的结构，特别是KO和Nao的存在不仅会降低液相的温度，还会降低液相的粘度，从而导致产品高温强度迅速下降。对于Al2O3含量低于72%的高铝产品，唯一的高温稳定相是莫来石，随着Al2O3含量的增加而增加;对于Al2O3含量高于72%的高铝产品，高温稳定相是莫来石和刚玉。随着氧化铝含量的增加，莫来石含量增加，莫来石含量减少，产品的高温强度相应提高。

    因此，高铝砖按氧化铝含量可分为三级。一级高铝砖大于75%，二级高铝砖为60%-75%，三级高铝砖为48%-60%，氧化铝小于48%，统称粘土砖。
　　
　三级高铝砖与粘土砖性能相近，主要晶相为莫来石和玻璃相。由于其高温性能优于粘土砖，所以在使用粘土砖时可采用三级高铝产品。两级高铝砖的主要晶相为莫来石。该产品的高温性能明显优于粘土砖：一级高铝砖的主要晶相为莫来石和刚玉。由于刚玉的化学稳定性和耐火性高于莫来石，所以刚玉含量越高，产品的耐高温和耐腐蚀性就越高。但刚玉的热膨胀系数远大于莫来石，因此刚玉含量越高，其抗热震性越低。

　高铝砖的重要工作性能是加载温度和高温蠕变。负载软化温度随产品中Al2O3含量的增加而升高，如下图所示。当Al2O3含量低于70%时，高铝砖的负载软化温度取决于莫来石晶相与液相的量比，Al2O3含量在70%-90%之间的莫来石刚玉制品。随着Al2O3含量的增加，负载软化温度并没有明显提高，这是因为原料中Fe2O3和TiO2含量随着Al2O3含量的增加略有增加，改变了高温液相的数量和性质。高温下，莫来石晶相部分软化，刚玉含量增加，但不能形成骨架，所以负载软化温度没有明显提高。只有当产品中Al2O3含量超过90%甚至95%以上时，产品的主晶相为刚玉，晶粒间的直接结合率才显著提高。液相只存在于颗粒间的空隙中，其负载软化温度显著提高。

　高铝砖的高温蠕变用蠕变速率表示。一、二级高铝砖的扭转徐变率相近。1200℃时，蠕变速率为0.25～0.29×10-5r.H，而同一温度下，三级高铝砖的蠕变速率为3.5×10-5r.H，是一、二级高铝砖的10倍。相分析表明，一、二级高铝砖的玻璃相含量为7%～9%，三级高铝砖的玻璃相含量为20%。蠕变速率不仅与玻璃相含量有关，还与玻璃相的组成和高温粘度有关。1200℃时，三级高铝砖的液体粘度仅为一级高铝砖的一半，为二级高铝砖的26%。因此，玻璃相在三级高铝砖的蠕变行为中起主导作用，而晶界蠕变除了玻璃效应外，在第一和第二阶段起着重要作用。晶相的直接结合率越高，晶界蠕变效应越明显。显然，改善高温蠕变的关键是提高原材料的纯度，改变基体的化学和矿物组成，减少玻璃相的数量，调整玻璃相的组成。同时，还可以提高高温下的体积稳定性和抗渣性。

　高铝砖的热震稳定性差，这与产品的物相组成密切相关。在生产中，通常采取调整浆料颗粒组成、改善产品颗粒结构特性等措施，以适当提高热震稳定性。在混合料中加入合成堇青石和锆英石粉，制备出高热震稳定性和高铝制品。

　高铝砖广泛应用于冶金、机械制造、石化、电力、轻工等行业。