耐火材料工艺学硅酸铝质耐火材料硅酸铝质耐火材料.pptx

耐火材料工艺学耐火材料工艺学ProcessesofRefractory安徽工业大学材料科学与工程学院冒爱琴Email:******@2020/8/8材料科学与工程学院2第三章硅酸铝系耐火材料RefractoriesofAl2O3-SiO2system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2020/8/8材料科学与工程学院3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%2020/8/8材料科学与工程学院4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。2020/8/8材料科学与工程学院572~78%可分为两个子二元系:α-Al2O3-A3S2A3S2-SiO2§-SiO2系相组成情况一、Al2O3-SiO2二元系的情况205017232020/8/8材料科学与工程学院61、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。2020/8/8材料科学与工程学院7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2020/8/8材料科学与工程学院8①SiO2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:=%,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2020/8/8材料科学与工程学院95Al2O3-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。2020/8/8材料科学与工程学院10SiO2-Al2O3系组成与耐火度间的关系