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高铝砖和多熟料粘土砖的生产工艺类似,不同之处在于配料中熟料比例较高,可高达90~95%,熟料在破碎前需分级拣选和筛分除铁,烧成温度较高,如Ⅰ、Ⅱ等高铝砖用隧道窑烧成时一般为1500~1600℃。
中国生产实践证明,高铝熟料在破碎前严格拣选分级、并分级贮存,采用矾土熟料和结合粘土共同细磨方法,可提高产品质量。
中国的铝土矿(亦称铝矾土)资源较丰富。用天然铝矾土生产的高铝砖,Al2O3含量很难超过90%,因此,传统上取90%Al2O3为高铝砖中Al2O3含量的高值。此值以上为刚玉制品。在高铝砖的组成中,有一个稳定的化合物——莫来石(3Al2O3、2SiO2),用人工可制造出接近理论成分的莫来石矿物相,故又单列出莫来石制品。
莫来石和刚玉是构成高铝砖的主要晶相。莫来石的网状结构使砖具有良好的高温强度;刚玉晶体呈惰性,抗酸、碱性渣好。使高铝砖在使用中显示出良好的高温性能和化学性能,并且随Al2O3含量的提高而越加明显。
性能
高铝砖随原料中Al2O3含量的不同,技术性能亦不同(表2)。对有特殊要求的热工设备,在相应的Al2O3含量条件下,可改变工艺,制造出符合性能要求的制品,例如高炉操作受到炉内高温、高压、碱蒸气及还原气氛的侵袭,又有炉料的摩擦及渣的腐蚀,高炉高铝砖具有高致密度,低透气性及低Fe2O3含量的特点;热风炉高铝砖要求优良的蠕变性;电炉顶高铝砖需要高耐火度、好的抗热震性。
高铝砖主要由铝土矿熟料等材料制成,经高温混合、成型、干燥、烧结。高铝砖的氧化铝含量因比例而异。一般含量稳定在48%-80%,高氧化铝含量可达90%,耐火温度可达到1770℃。
高铝砖通常三个级别:
高铝砖:AL2O3含量大于75%;
二级高铝砖:AL2O3含量65%~70%;
三级高铝砖:AL2O3含量55%~60%;
高铝砖中的铁含量对其性能的影响是的,高铝砖中的铁元素能够降低其耐火度,主要原因在于铁的氧化物在高温下易于形成低熔点液相。同时,铁元素在高温环境中容易和其他物质发生反应,进而改变高铝砖的内部结构,致使其高温强度降低。铁含量较高会使高铝砖的热导率增大,导致热量传递加快影响其隔热效果和能源利用效率,所以高铝砖的生产过程中,对原料中的杂质含量有严格的要求。
如何控制高铝砖中的铁含量不仅要从原料上进行控制,而且在生产工艺上也要进行控制,目前原料生产厂商通常通过选矿提纯、除铁等工艺来控制原料中铁含量,以满足生产不同等级高铝砖的要求,确保高铝砖能在相应环境中发挥良好性能,而生产过程中也要对原料配比进行把控,从而减少高铝砖中的铁含量,这样不仅是高铝砖的一个质量,而且,在其他耐火材料的生产过程中也是非常有必要的。
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