耐火材料工艺学第三章硅酸铝质耐火材料-硅酸铝质耐火材料.ppt

耐火材料工艺学
耐火材料工艺学
Processes of Refractory
安徽工业大学材料科学与工程学院
冒爱琴
Email:maoaiqinmaq@
6/12/2018
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第三章硅酸铝系耐火材料
Refractories of Al2O3-SiO2 system
本章重点:
◆ Al2O3-SiO2二元系统←结晶效应
◆杂质对Al2O3-SiO2二元系统的影响←玻璃效应
◆ Al2O3-SiO2系制品的生产工艺
◆ Al2O3-SiO2系制品的性能
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概况
Al2O3- SiO2系耐火材料:硅质、硅酸铝质、氧化铝质。
硅质—SiO2 : SiO2 >93%
硅酸铝质— Al2O3,SiO2
半硅质: Al2O3:15~30%,酸性,略有膨胀(不定型耐火材料的膨胀剂);
粘土质: Al2O3 : 30~46%(我国为48%),具有较高的高温性能,适应性强;陶瓷的主要原料;
高铝质: Al2O3 : >46% ,(又可分为I 、II 、III等三等,耐火度和热震性随A3S2 、 Al2O3 量变化;
氧化铝质—Al2O3: Al2O3 >95%
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按晶相组成可以分为:莫来石质、刚玉、
刚玉-莫来石质。
应用:冶金工业(高炉、热风炉、蓄热
室、加热炉、均热炉、退火炉及铸
锭系统等)、建材工业、机械工
业、石油化工工业、动力工业以及
轻工业等。
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72~78%
可分为两个子二元系:
α- Al2O3-A3S2
A3S2-SiO2
§ Al2O3-SiO2 系相组成情况
一、 Al2O3-SiO2 二元系的情况
2050
1723
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1、Al2O3/SiO2 的连续变化,可以生产出刚玉质、I、II、III等高铝质,粘土质、半硅质、硅质耐火材料;
2、莫来石组成为产品种类明显变化的分界线;
莫来石组成: Al2O3:%,SiO2 :% 熔点:1850℃
实际上,莫来石组成不固定, Al2O3:72-78%
3、Al2O3/SiO2 >莫来石组成的高铝砖(特等、一等和高二等)、刚玉砖基本晶相组成为:莫来石、刚玉或刚玉。
Al2O3/SiO2 <莫来石组成的高铝砖(低二等、三等)、粘土砖、半硅砖和硅砖基本晶相组成为: SiO2 、莫来石或SiO2 。
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制品名称
Al2O3含量,%
主要矿相
化学性质
硅质
>93%(SiO2)
鳞石英、方石英
残余石英、玻璃相
酸性
半硅质
15~30
石英变体、莫来石、玻璃体
半酸性
粘土
30~46
莫来石~50%)
石英变体、玻璃体
弱酸性
Ⅲ等高铝砖
46~60
莫来石(60~70%)
石英变体、玻璃体
弱酸性
Ⅱ等高铝砖
60~75
莫来石、少量刚玉、玻璃体
弱酸性
Ⅰ等高铝砖
75
莫来石、刚玉、少量玻璃体
似中性
刚玉砖
95~99
刚玉、少量玻璃体
中性
表 Al2O3-SiO2 系耐火材料的分类及主要矿相
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①SiO2与莫来石之间有一低共熔点(1587±10℃),共溶组成为Al2O3:%,SiO2 :%.
E1点距SiO2 一侧很近, 如果在SiO2 中加入1%的Al2O3,根据杠杆规则,在1587℃将会产生1:=%的液相.
所以,硅砖中要防止Al2O3混入.
②1587~1700℃,液相线较陡(说明液相增加速度慢);1700℃以上,液相线较平(说明液相增加速度较快)
*以上说明:粘土制品的荷重软化开始温度低,荷重软化温度范围宽。
4、A3S2-SiO2子系统
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5 Al2O3-A3S2子体系
5、结论:
固液相数量及其比例、共熔温度、及液相随温度升高的增长速度决定制品的高温性能。
A3S2熔点为1850℃, Al2O3:2050 ℃
以及低共熔点1840℃,都很高,因此莫来石
和刚玉质的耐火材料性能优良。
Al2O3含量高,则刚玉生成量越高,
使液相生成温度越高。
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SiO2-Al2O3系组成与耐火度间的关系
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