低蠕變高鋁磚的研制以入工合成M45莫來石為主原料，基質中添加莫來M75細粉.合理選用“三石”原料，以耐火土作結合劑，科學設計組分，研制開發(fā)1100℃水冷條件下，熱震穩(wěn)定性大于55次(僅出現(xiàn)微細網(wǎng)狀紋)，1350℃*0.2MPa、20~50h蠕變罕＜0.2％約高熱震低蠕變
高鋁磚。
隨著現(xiàn)代冶煉技術的發(fā)展，熱風爐普遍采用了高風溫技術，而且要求熱風爐的使用壽命更長：因此對熱風爐用耐火材料的綜合性能提出了更高的要求。熱風爐用耐火材料的損毀通常是由熱應力、化學侵蝕、機械載荷作用引起的。入們普通認為熱風爐損毀的一個重要原因就是耐材的抗高溫蠕變性能差，導致爐襯材料的塌陷、變形和裂紋，因此引起了入們對熱風爐用低蠕變磚的普遍關注。最近幾年，入們對熱風爐的損毀又有了更深刻的認識，由于爐襯材料受到冷熱交替變化產(chǎn)生的熱應力的反復作用，引起砌體的裂紋、開裂和剝落，導致熱風爐的損毀，材料的抗熱展穩(wěn)定性己越來越引起入們的關注，認為材料的抗熱震穩(wěn)定性是宣接影響熱風爐壽命的又一項重要指標。因此，我們研制開發(fā)了高熱震低蠕變熱風爐用高鋁磚，以滿足鋼鐵企業(yè)的需要。
選用入工合成M45莫來石作主原料，M45料為低鋁莫來石合成料，其主晶相為莫來石，由于其氣率低(一般為2％)，結構非常致密，而且Fe2O3、TiO2雜質含量低，具有良好的高溫體積穩(wěn)定性、抗沖刷性；為進一步提高材料的熱震穩(wěn)定性和抗蠕變性能，基質中添加M5莫來石細粉，并合理選用了“三石”原料，用耐火土作結合劑，以強化基質性能和促進晶相形成改善顯微結構。
以M45莫來石作骨料，“三石”選作中間穎粒，并經(jīng)過嚴格的磁選處理，基質中除用部分低雜質的外，還添加了M75莫來石細粉，以耐火土作結合劑；采用上述原料科學配伍，合理設計組分，按照顧粒緊密堆積原理，合理調(diào)整粒度組成；為均化基質.細粉部分采取了預混合工藝，嚴格按照先加顆粒料，再加結合劑紙漿，最后加入混合粉的加料順序進行混練；在630t摩擦壓磚機上成形，控制濕坯體積密度＞2.55g／cm3，采用隧道干燥器進行干燥，干燥后的殘余水分＜1.0％；在隧道窯弱氧化性氣氛中燒成，燒成溫度1420℃，保溫10h。
M45是低鋁莫來石料，其主晶相為莫來石，由于氣孔率極低(顯氣孔率1.6％)，結構非常致密，具有針狀的莫來石結構.因此用作骨料起到很好的骨架作用；基質中引用了部分M45，由于Fe2O3、TiO2雜質含量很低，在一定程度上純化了基質，高溫下出現(xiàn)的液相熟度大，不易于潤濕主晶相，有利于提高蠕變性能。
添加“三石”的目的就是利用其在高溫下的相變轉化改善制品的組織結構和顯微結構.并利用復相改性及微裂紋增韌機理，提高高鋁磚的蠕變性能和熱震性能。其作用分析如下：
1、由于“三石”在高溫下發(fā)生莫來石化反應引起體積膨脹，其結晶在整個顆粒上進行、制磚燒成過程中，“三石”的相交轉化引起在其顆粒周圍產(chǎn)生很多微小裂紋，微裂紋的存在提高了材料的熱層穩(wěn)定性.觀察1100℃水冷55次后的試樣，僅出現(xiàn)微小的網(wǎng)狀紋，三塊試樣無一掉塊，足可以說明“三石”的作用。
2、“三石”不可逆的轉化為莫來石，增加了制品有益的礦物相含量，改善了制品的組織結構，相變后形成的莫來石其結晶方向平行于原晶相品面，保持了原有的排列方式，在高溫荷載下，能夠有效的抑制品界滑移，有利于提高制品的蠕變性能。
3、“三石”在燒結過程中，部分已進行了轉化，未轉化的“三石”在高溫作用下，還可持續(xù)發(fā)生一次和二次莫來石化反應，引起持續(xù)的膨脹效應，能夠補償在高溫荷載下的壓縮量，進一步提高了制品的蠕變性能。
M75細粉的引入為莫來石網(wǎng)絡的形成起到了晶核作用促進了燒結。M75富余的Al2O3與“三石”莫來石化富余的SiO2形成二次莫來石確保了制品莫來石網(wǎng)狀結構的完善，促進了晶體發(fā)育、長大和制品的燒結，提高了材料的力學性能，有利于材料的高溫蠕變性能和熱展穩(wěn)定性的提高。
以低雜質的M45合成莫來石為主原料，利用“三石”和M755細粉的綜合特性，通過強化基質性能，改善制品組織結構和顯微結構，并利用復相改性和微裂紋增韌機理可以研制出高熱震低蠕變熱風爐用耐火材料。
低蠕變高鋁磚產(chǎn)品特點：
該系列產(chǎn)品以特級鋁礬土熟料為主要原料,輔以特殊添加劑,經(jīng)高壓成型,高溫燒成,具有蓄熱能力大,蠕變率小等優(yōu)點,適用于中小型高爐的配套熱風爐。高爐,熱風爐用低蠕變高鋁磚用于高爐出鐵溝用澆注料系采用AI2O3-SiC-C系列,它具有抗侵蝕,抗沖刷,高熱穩(wěn)定性的優(yōu)良特點,可適用于高爐主溝鐵水線,渣線,擺動流咀,殘鐵罐,主溝蓋頂部,主溝蓋兩側,鐵溝,渣溝等部位.
熱風爐用低蠕變高鋁磚的性能及發(fā)展
在20世紀80年代,我國絕大部分熱風爐的高溫部位使用的耐火材料是高鋁磚,這種高鋁磚雖具有較高的荷重軟化溫度,但抗高溫蠕變性能較差,Al2O3含量為65％一75％的高鋁磚,在0.2MPa的壓力下,1400℃,50h的蠕變率高達l％~2％,致使熱風爐格子磚下沉,格子磚變形,大墻不均勻下沉和裂縫等,造成熱風爐破損的現(xiàn)象較為普遍。認識到對熱風爐用耐火材料抗高溫蠕變性能要求的重要性,20世紀90年代初河南,山西的耐火材料廠家,開始研制我們自己的低蠕變高鋁磚。河南憑借自己豐富的高鋁礬土資源,采用以天然原料為主,輔以部分精料(莫來石,剛玉,硅線石,紅柱石,藍晶石),生產(chǎn)出各種檔次的低蠕變高鋁磚。
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牌號 指標
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DRL-135
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DRL-145
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DRL-150
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DRL-165
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DRL-155
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DRL-48
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Al2O3, % ≥
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70
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75
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80
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65
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55
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48
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耐火度, ℃ ≥
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1790
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1790
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1790
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1790
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1770
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1750
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顯氣孔率, % ≤
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20
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20
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19
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24
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24
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24
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常溫耐壓強度,MPa ≥
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65
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70
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80
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49
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44.1
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39.2
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重燒線變化率, % ≥
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±0.1
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±0.1
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±0.1
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+0.1~-0.4
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+0.1~-0.4
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+0.1~-0.4
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1450℃x2h
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1500℃x2h
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1450℃x2h
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0.2MPa荷重軟化開始溫度, ℃ ≥
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1500
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1550
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1650
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1500
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1470
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1420
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高溫蠕變率, % ≤
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0.6
1350℃×50h
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0.6
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0.7
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-
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-
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-
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1450℃×50h
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1500℃×50h
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-
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-
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