提高高鋁磚抗蠕變性的三種途徑
有些高溫窯爐的使用壽命是幾年,甚至十幾年。高鋁磚的高溫?fù)p傷不是強(qiáng)度引起的,而是高溫、強(qiáng)度和時(shí)間共同作用的結(jié)果。例如,經(jīng)過長時(shí)間的高溫工作,特別是磚的下部在荷載和高溫的作用下,逐漸軟化,產(chǎn)生塑性變形,強(qiáng)度下降,直至破壞;特別是由于溫度和結(jié)構(gòu)的不均勻,部分磚體塑性變形嚴(yán)重,將導(dǎo)致窯體結(jié)構(gòu)整體破壞。
因此,提高高鋁磚的抗蠕變性,研究高溫下耐火材料應(yīng)力作用引起的結(jié)構(gòu)變化,檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量,評價(jià)生產(chǎn)工藝,預(yù)測耐火材料產(chǎn)品負(fù)荷的變化,在實(shí)際應(yīng)用中對窯爐設(shè)計(jì)具有重要意義,并對產(chǎn)品的性能進(jìn)行評價(jià)。
一般來說,提高高鋁磚的抗蠕變性有三種途徑:
一、凈化原料:提高原料純度或凈化原料,使低熔點(diǎn)物質(zhì)、強(qiáng)熔劑(如粘土磚中的Na2O、硅磚中的Al2O3、鎂磚中的SiO2、Cao等)等雜質(zhì)含量低,從而降低產(chǎn)品中玻璃相的含量(這是改善的可選方法);
二、強(qiáng)化基體:采用“逆蠕變效應(yīng)”材料。例如,當(dāng)高鋁磚配料中加入一定粒徑的石英顆粒時(shí),當(dāng)高鋁磚在高溫下使用時(shí),高鋁原料中石英二氧化硅與氧化鋁之間的莫來石合成反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行,而反應(yīng)過程中會伴隨一定程度的體積膨脹。這種體積膨脹效應(yīng)是“逆蠕變效應(yīng)”,它可以抵消材料在蠕變過程中的收縮變形,從而提高高鋁磚的抗蠕變性能。
三、改進(jìn)工藝:合理設(shè)計(jì)顆粒級配,提高坯料成形壓力,獲得高密度坯料,減少產(chǎn)品孔數(shù),提高產(chǎn)品抗蠕變有效成分;合理制定燒成系統(tǒng)(燒成溫度、保溫時(shí)間);加熱和冷卻速度),以便在材料中充分進(jìn)行必要的物理化學(xué)反應(yīng),獲得所需的相組成和組織結(jié)構(gòu)。