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
Processes of Refractory
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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
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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。