红柱石原料高温结构演变及抗钾蒸气侵蚀行为研究

红柱石是铝硅系耐火材料重要的原料之一，因完全莫来石化后具有莫来石-高硅氧玻璃相相间的结构而表现出优异的抗碱侵蚀性能。然而，其莫来石化程度与抗碱侵蚀性能之间的关系尚未厘清。为此，本工作以粒度为3～5 mm的红柱石为研究对象，在1 450～1 600℃下热处理红柱石3 h,研究了红柱石的莫来石化过程与结构演变，并采用碱蒸气法研究了抗碱侵蚀行为。结果表明，随着热处理温度的提高，红柱石表面及裂纹附近先转变形成莫来石-高硅氧玻璃相结构，随后莫来石化转变不断向内部发展，直至完全莫来石化。红柱石莫来石化程度不同决定了其不同的抗碱侵蚀行为。1 450℃热处理后的红柱石表面及大裂纹附近形成的莫来石-高硅氧玻璃相复合层较薄，侵蚀以红柱石与钾蒸气直接反应为主，抗碱侵蚀性能较差；1 500℃及以上温度热处理的红柱石表面及大裂纹附近形成了一定厚度的莫来石-高硅氧玻璃相复合层，钾蒸气首先与高硅氧玻璃相反应形成含钾硅酸盐液相，随后该液相对莫来石相产生侵蚀溶解，阻止了碱蒸气对莫来石的直接反应侵蚀，从而使红柱石表现出优良的抗碱侵蚀性能。     

红柱石——一种优异的抗钠蒸气侵蚀的耐火原料

钠蒸气对氧化铝耐火材料的化学侵蚀尚未了解。为了更好地理解了这种侵蚀,进行试验室测试以模拟钠蒸气对各种原料和耐火材料的侵蚀。钠蒸气对氧化铝原料的侵蚀主要是富Na2O液相的溶解-沉淀过程。气态侵蚀取决于氧化铝原料的显微结构和相分布。黏土和红柱石易受钠蒸气侵蚀。尽管有初始高硅玻璃相,由于大部分玻璃相分布在莫来石复合结晶相的毛细管网中,莫来石化红柱石具有优异的抗侵蚀性,接近单晶电熔莫来石。因此,高铝耐火材料基质采用莫来石化红柱石颗粒,其在钠蒸气侵蚀时阻碍了液相形成,这些试验结果与热力学计算一致。     

水泥窑用不同铝硅系耐火砖抗碱侵蚀性能研究

采用坩埚法对市售铝硅系硅莫砖1680、硅莫砖1550、抗剥落高铝砖JA、低铝莫来石砖M55进行抗碱侵蚀对比试验，对侵蚀后坩埚进行物相及微观结构分析并探讨碱侵蚀行为。结果表明：1)硅莫砖和低铝莫来石砖抗碱侵蚀性相对较好，抗剥落高铝砖抗碱侵蚀性能较差。2)硅莫砖中的碳化硅高温下氧化，在耐火砖表面形成致密层，可有效抑制K元素的侵蚀渗透，因此材料的抗碱侵蚀性能优良；抗剥落高铝砖由于选用的原料品级较差，样砖显气孔率很高，碱渗透最深，并生成大量的钾霞石而导致试样产生大的碱裂，因此材料的抗碱侵蚀性能很差。3)低铝莫来石砖显气孔率低，所用原料中莫来石均质料及红柱石结构致密，且结构中存在一定数量的高硅非晶相，可与K元素反应生成高黏度玻璃相阻塞气孔，使得材料抗碱侵蚀性能较好。     

SiO2微粉加入量对水泥窑用耐碱浇注料性能的影响

水泥窑的预热器系统、预分解炉、上升烟道和三次风管等部位温度在800~1200℃之间,过去大都采用普通粘土质或高铝质耐火材料。由于窑气中碱的富集,普通粘土砖或高铝砖在遭受碱侵蚀时,在砖内形成白榴石(KAlSiO4)、钾霞石(KAlSi2O6)等膨胀矿物,使砖面疏松、开裂,大大影响了窑的操作。为此,针对上述不适用定形砖的部位,研制了性能优异的耐碱浇注料。耐碱浇注料是以耐火粘土熟料等硅铝质材料为原料,以铝酸盐水泥作结合剂,掺入适当外加剂配制成的具有耐碱性的水硬性浇注料。这类耐碱浇注料与碱蒸气接触时,表面能形成釉面层,阻止侵蚀继续加深。…     

山东君道高温材料有限公司

正一、刚玉、刚玉莫来石砖系列:莫来石砖(MUSB-70),高纯再结合电熔莫来石砖(MUSB-75),高性能莫来石砖(MUSB-77.7),莫来石刚玉砖(MUCO-80),莫来石刚玉砖(MUCO-85),高致密刚玉砖(COHD-95),烧结刚玉砖(COSB-95),高纯低硅刚玉砖(COHP-99)二、高纯镁铝尖晶石砖、高纯镁砖、镁锆砖系列:高纯镁铝尖晶石砖(MAS-70)主要用于全氧重碱窑大碹,胸墙,玻璃熔窑蓄热室格子体中上部,具有天然的抗碱性。高纯镁铝尖晶石刚玉砖(MAS-80),含锆镁铝尖晶石砖(MAS-68.8),镁锆砖(AMZ-76),高纯镁砖(SMA-96),高纯镁砖(SMA-98),高纯镁砖(SMA-99)     

基于蓝晶石尾矿制备莫来石-高硅氧玻璃复相材料研究

为高效资源化利用蓝晶石尾矿，以蓝晶石尾矿为原料，加黄糊精和水，压制成?50 mm×50 mm的生坯，经1 400、1 500、1 600、1 650℃保温3 h热处理制备莫来石-高硅氧玻璃复相材料试样，借助XRD和SEM研究其抗碱侵蚀行为。结果发现：经1 400、1 500℃热处理后试样中高硅氧玻璃相含量低，气孔以开口气孔为主，抗碱侵蚀性较差；而1 600、1 650℃热处理后试样中形成较多的高硅氧玻璃相，气孔主要以闭口气孔为主，侵蚀仅发生在表面区域，抗碱侵蚀性与莫来石化后红柱石的相当，抗碱侵蚀性优异。     

ZnO压敏陶瓷烧结用匣钵侵蚀机理研究

为提升刚玉-莫来石匣钵在ZnO压敏陶瓷烧成中的使用性能，采用SEM、EDS等手段对用后的刚玉-莫来石匣钵的显微结构和微区成分进行表征来探究侵蚀机理。结果表明：刚玉-莫来石匣钵的侵蚀损毁主要是压敏陶瓷中的添加剂Bi₂O₃在烧结温度下沿气孔扩散至材料内部，与莫来石结合相和莫来石颗粒反应生成低熔点相破坏材料内部结构造成的，在侵蚀过程中白刚玉的微观形貌基本不发生改变，具有较好的抗侵蚀性。     

煤矸石资源化制备莫来石陶瓷材料的研究

以预处理后的河南巩义煤矸石及高铝矾土作为原料,研究了不同的实验条件对制备莫来石陶瓷材料的影响.结果 表明:随着温度的升高,莫来石生成量逐渐增加,1500℃时二次莫来石大量生成,莫来石化程度增大;改变高铝矾土的用量,随着高铝矾土掺量的降低,合成的莫来石呈现出先增加后减少的趋势,当配合料中Al2O3与SiO2等摩尔比时,刚玉相的衍射峰强度有所降低,莫来石化的程度最大,说明掺入适量的高铝矾土可实现了煤矸石的资源化利用.     

直接复合制备水泥窑用轻重复合硅莫砖研究

为简化水泥窑用轻重复合硅莫砖的生产工艺,以高铝矾土、碳化硅、黏土为原料制备硅莫砖本体料,分别加入16%、22%和28%(w)的3～1 mm轻质莫来石球替代同粒度的高铝矾土制备复合层料,在此基础上将复合层料中碳化硅加入量(w)由12%分别降至6%、3%和0,采用本体料和复合层料直接复合成型、烧成的工艺制备轻重复合硅莫砖,并研究轻质莫来石球和碳化硅加入量对轻重复合硅莫砖性能和显微结构的影响。结果表明:当复合层中轻质莫来石球加入量为22%(w)时,与本体有较好的匹配性,复合结构稳定,复合试样的性能较好;复合层与本体的碳化硅加入量差值过大则不利于复合界面的结合强度,本试验中复合层与本体的碳化硅加入量差值在6%(w)左右为宜。     

氧化铝微粉加入量对特种硅莫砖性能的影响

以高铝矾土熟料、电熔白刚玉、碳化硅、广西白泥、氧化铝微粉为主要原料,亚硫酸纸浆废液为结合剂,制备出水泥窑过渡带用特种硅莫砖,研究了氧化铝微粉加入量对硅莫砖的常温物理性能、抗热震性和耐磨性的影响,并对试样进行XRD和SEM分析.结果表明:随着氧化铝微粉加入量的增加,硅莫砖的耐压强度、体积密度先升高后降低,显气孔率则先降低后升高;抗热震性随微粉加入量的增加先变好后边差的趋势;其中,微粉加入量为4％的硅莫砖综合性能最好,是大型水泥回转窑过渡带的理想内衬材料.     

红土镍矿回转窑用低气孔莫来石砖的性能

以莫来石均质料、红柱石、α-氧化铝粉等为主要原料,通过引入不同比例的莫来石均质料制备低气孔莫来石砖。研究发现该砖具有气孔率低、常温耐压强度高以及良好的热震稳定性。以普通高铝砖和刚玉莫来石砖为对比,采用静态坩埚法研究了高温下低气孔莫来石砖的抗侵蚀性能,发现该砖具有优异的抗渣侵蚀能力,适用于红土镍矿回转窑过渡带。     

硅莫砖的技术性能及其在水泥回转窑的应用

碳化硅与高铝矾土熟料生产碳化硅莫来石符合耐火制品的工艺技术发展,由于碳化硅氧化产生二氧化硅,与三氧化二铝反应形成莫来石(3Al2O3.2SiO2),能提高制品致密度和强度,在制品表面形成保护膜,可防止碳化硅进一步氧化,使碳化硅在高铝碳化硅砖中保持一定含量,提高制品的热震稳定性、耐磨性、抗侵蚀性。高强致密硅莫砖在水泥回转窑筒体上除烧成带以外的各个段带的使用寿命比高铝砖提高3～4倍。     

锂云母对铝矾土尾矿低温烧结制备莫来石–刚玉复相陶瓷力学性能的影响

铝矾土尾矿是一种具有挑战性的固体废弃物，利用前景相对较小，大量堆存破坏生态环境，是铝土矿实现可持续开发利用过程中亟需解决的问题。以铝矾土尾矿为主要原料，添加铝矾土熟料、锂瓷石制备了莫来石–刚玉质复相陶瓷，通过添加了不同含量的锂云母，探究了其对莫来石–刚玉质复相陶瓷的性能影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对陶瓷的物相组成和形貌进行分析，研究锂云母的含量、烧结温度等对陶瓷力学性能的影响。结果表明：锂云母的加入可降低陶瓷烧结温度，提高其力学性能，当添加质量分数为10%的锂云母、烧结温度为950℃，制得莫来石–刚玉质复相陶瓷的力学性能较好，满足建筑陶瓷材料应用领域及建筑砖使用要求，其物相组成为刚玉、莫来石、石英、赤铁矿、金红石及玻璃相，体积密度为1.75 g/cm³，导热系数为0.447 W/(m·K)，收缩率为5.47%，常温抗压强度为74.87 MPa，在建筑陶瓷材料等领域具有广泛的应用前景。     

水泥窑用低导热多层复合砖的研究(Ⅱ):原料对工作层硅莫砖性能的影响

为了克服非均质天然铝矾土熟料给低导热多层复合砖工作层用硅莫砖性能带来的波动,以粒度均为5~3、3~1和1 mm的M60或M70矾土基烧结莫来石为骨料,以粒度均0.074 mm的M60莫来石、M70莫来石、80均化料、85均化料为细粉,掺入碳化硅、红柱石、白泥等原料,在1 490℃保温3 h制备了硅莫砖试样,并研究了各原料对试样显气孔率、体积密度、烧后线变化率、常温耐压强度、抗热震性、荷重软化温度等性能的影响。结果表明:采用M60或M70矾土基烧结莫来石为骨料,分别以M60、M70、80均化料、85均化料为细粉,掺入碳化硅和红柱石的试样性能比较稳定,可以避免以天然矾土为原料引起的试样高温性能波动的问题;以M70为骨料,80均化料为细粉,加入12%(w)的碳化硅细粉,加入10%~12%(w)的红柱石细粉的试样经高温煅烧后的主晶相为莫来石和碳化硅,莫来石柱状晶粒发育完好,且形成了网络交错的微观结构,碳化硅和玻璃相均匀分布在莫来石晶粒周围,具有良好的力学性能和较高的荷重软化温度。     

用凝胶法制备片状莫来石粉及其应用

用拟薄水铝石和非晶态ＳｉＯ_２微粉为原料，用溶胶－凝胶工艺制取了莫来石凝胶。通过干燥、煅烧，制得片状结晶莫来石粉．初步研究了凝胶法莫来石粉在钛酸铝陶瓷和烧结刚玉砖中的应用。实验结果表明，片状莫来石起了促进烧结、降低烧成温度的作用，并使钛酸铝－莫来石复相陶瓷和刚玉砖的强度得到显著提高．     

凝胶法片状莫来石粉的制备及应用

采用拟薄水铝石和非晶态超细SiO_2微粉为原料。以溶胶-凝胶工艺制取莫来石凝胶,通过干燥、煅烧研制得片状结晶莫来石粉。初步研究了凝胶法莫来石粉在钛酸铝陶瓷和烧结刚玉砖中的应用。实验结果表明:凝胶粉起到了促进烧结、降低烧成温度的作用,并使钛酸铝——莫来石复相陶瓷和刚玉砖的强度得到了显著提高。     

山东君道高温材料有限公司

正高性能莫来石砖广泛应用于玻璃纤维全氧窑大碹部位,在中玻威海全保温特种浮法玻璃窑炉12.7米大碹上使用效果良好。低蠕变铝镁尖晶石砖具有天然的抗碱性,是全氧重碱窑炉大碹理想选材,长期使用温度可达1700℃。等静压成型铬锆刚玉砖-60是用于保温纤维玻璃池炉以及玄武岩玻璃池炉中侵蚀非常严重的部位:熔化池的池壁、铺底材料、流液洞和加料口等部位。等静压成型铬锆刚玉砖-30适应于保温纤维玻璃池炉的与玻璃接触的部位,对于该种类型的玻璃,它抵抗侵蚀性能优于电熔AZS     

高强抗热震莫来石砖的研制

以优质莫来石作骨料 ,基质中加入电熔白刚玉粉、莫来石细粉、苏州粘土 ,并预先制成混合粉 ,适量添加“三石” ,通过合理的颗粒级配 ,采用高压成型、高温烧成 ,生产出玻璃拉丝窑用高强抗热震莫来石砖。探讨了影响莫来石砖性能的几种因素     

天津市玻璃耐火材料厂

本厂具有五十多年的悠久历史,有成熟的生产技术及生产工艺,本厂以生产高级耐火材料为主,产品行销全国,并在国内享有一定信誉,大部产品用于玻璃窑炉上,其产品种类如下:一、全致密A Z S烧结锆刚玉砖本产品是以锆英砂及a-Al_2O_3为主要原料、细磨加工后经机压成型,高温烧结而成。其产品主要晶相为刚玉相、斜锆石、莫来石,玻璃相含量少,使用时不易析出和渗入玻璃相,并能抗玻璃液的侵蚀不污染玻璃。本产品主要成份A1_2O_3含量不低45%     

粉煤灰资源化合成莫来石材料及其性能研究

以天然铝矾土和工业废物粉煤灰为原料,运用反应烧结合成了低成本的莫来石陶瓷材料。结果证明,刚玉与方石英相在1200～1300℃间通过固态反应生成二次莫来石,在温度高于1300℃时,刚玉相熔于短暂玻璃相中。二次莫来石化及莫来石晶体生长所导致的样品体膨胀大于液相烧结所引起的收缩,导致样品出现膨胀现象。1600℃烧结样品的平均热膨胀系数为5.40×10-6℃-1,平均抗弯强度186.19 MPa。莫来石在强酸强碱热溶液中表现出两个阶段:快速阶段(0～5h)和低速阶段(5～20h),这分别对应于样品的表面腐蚀和体腐蚀过程。