低蠕變高鋁磚以“三石”理論為基礎。選用礬土與結合粘土為主要原料，添加“三石”，控制理化指標及立即組成，在實際生產(chǎn)中，以下三方面直接影響低蠕變高鋁磚的性能。

1、泥料水分對低蠕變高鋁磚性能的影響

由于所用原料吸水率很低,泥料水分大小對制品顯氣孔率的影響很大。水分過高或過低均會導致制品顯氣孔率偏高,適宜的水分為2.8%~3.0%。

燒成溫度對低蠕變高鋁磚性能的影響

在添加劑加入量不變的前提下,制品的理化性能與燒成溫度有關,燒后線變化率和顯氣孔率隨燒成溫度的提高而增大;荷重軟化溫度和常溫耐壓強以1450℃燒成的試樣高。

燒成氣氛對蠕變性能的影響

采用紅柱石、B和α-AL2O3微粉為原料,采用相同的燒結溫度在不同的氣氛下燒成。結果發(fā)現(xiàn),在還原氣氛和氧化氣氛下燒成的試樣的荷重軟化溫度分別為1600℃和1650℃,還原氣氛燒成試樣的荷重軟化溫度偏低,由此見他的蠕變性能較差。主要是因為還原氣氛下SiO2被還原的緣故,在還原氣氛下莫來石分解,大大影響AL2O3。SiO3系耐火材料的抗蠕變性。

 

三石加入量對低蠕變高鋁磚性能的影響

通過"三石"的引入可以使低蠕變高鋁磚的燒成溫度提高到1520℃,隨著加入量的增加,燒成溫度提高,荷重軟化開始點溫度上升到1700℃以上,1500℃×50h蠕變率低于0.8%。在低蠕變高鋁磚中添加“三石”,改善了高鋁磚的高溫物理性能,其主要原因就是:利用“三石”在高溫下的相變轉(zhuǎn)化改善高鋁磚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,提高其抗熱震性能和抗蠕變性能。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,燒成過程中“三石”的相變轉(zhuǎn)化引起在顆粒周圍產(chǎn)生很多微小裂紋,微裂紋的存在提高了高鋁磚的抗熱震穩(wěn)定性。

(2)“三石”的不可逆的轉(zhuǎn)化為莫來石,增加了高鋁磚有益的礦物相含量,改善了高鋁磚的組織結構,相變后形成的莫來石其結晶方向平行于原晶相界面,保持了原有的排列方式,在高溫荷載下,能夠有效的抑制晶界滑移,有利于提高高鋁磚的蠕變性能。

(3)“三石”在燒結過程中部分已進行了轉(zhuǎn)化,未轉(zhuǎn)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,進一步提高了高鋁磚的蠕變性能。

藍晶石在1300℃開始大量分解,到1360~1400℃時分解劇烈,細針狀莫來石晶體發(fā)育長大。當溫度達到1450℃時藍晶石已基本完全莫來石化,柱狀晶體明顯發(fā)育,在其反應過程中伴隨有16~18%的體積膨脹,而且反應速度較快。而紅柱石分解溫度高于藍晶石,約1400℃時開始,轉(zhuǎn)化速度慢于藍晶石,其反應過程伴隨3~5.4%的體積膨脹。由于基質(zhì)中藍晶石、紅柱石的莫來石化,增加了制品的莫來石相含量,減少了玻璃相的含量,當基質(zhì)中生成的莫來石數(shù)量多,基質(zhì)中就會形成針狀的網(wǎng)絡結構,使顯微組織結構得到化。同時藍晶石、紅柱石轉(zhuǎn)化為莫來石伴隨的膨脹平衡了制品的燒成收縮,終使基質(zhì)致密化。因而添加藍晶石、紅柱石的低蠕變高鋁磚荷軟開始點溫度上升,抗蠕變性能得到提高。

 

怎樣制造高抗蠕變高鋁磚? 

制造高抗蠕變高鋁磚的原料是Ⅱ等高鋁礬土熟料(吸水率≤4％)、純度較高的硅線石、Al2O3含量大于99％的白剛玉和質(zhì)地較純的蘇州土。首先，將硅線石、白剛玉及適量粘土按一定比例配制，(以形成的莫來石多為宜)共同細磨至小于0.088mm占90％以上。以剛玉砂和硅線石混合料作中顆粒，臨界粒度3mm的Ⅱ等高鋁礬土熟料為粗顆粒。顆粒配比如下：粗：中：細為4：2：4。

將粗顆粒、中顆粒置于混碾機中混合2~3min，加入結合劑混勻后再加入細粉，混練12min。配料粒度組成(％)：>3mm1.4~2.3；3~2mm1.83~22.1；2~1mm18.7~24.8；1~0.5mm12，1~14.4；0.5~0.1mm4.6~5.2；<0.1mm39.5~41.6；水分3.2。

泥料經(jīng)8h困料，用300t摩擦壓磚機成型，坯體氣孔率≤20％，體積密度大于2.78g／cm3。坯體經(jīng)140~160℃烘干，烘干后的殘余水分≤1％。將烘干后的坯體置于倒焰窯中燒成，終燒成溫度1530℃。該制品的顯氣孔率為18~20％，體積密度2.76g／cm，，耐壓強度51.3~69.4MPa，重燒收縮-0.4％，1490℃，0.2MPa，50h的蠕變變形率0.56%。該制品可用作大型高爐熱風爐用高鋁磚。

 

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