用藍(lán)晶石基莫來(lái)石制備高性能硅莫磚的研究.pdf

1、本課題是基于目前水泥窯用硅莫磚的生產(chǎn)工藝，通過(guò)引入一種新型的莫來(lái)石高硅氧玻璃復(fù)相材料-藍(lán)晶石基莫來(lái)石，來(lái)探究其加入后硅莫磚各項(xiàng)性能的變化。實(shí)驗(yàn)以80高鋁礬土、95碳化硅以及50和60藍(lán)晶石基莫來(lái)石為主原料，首先研究了藍(lán)晶石基莫來(lái)石種類及加入量對(duì)硅莫磚性能的影響；然后研究了在加入一定量藍(lán)晶石基莫來(lái)石的前提下，變化 SiC加入量及粒度對(duì)硅莫磚性能的影響；最后探究了所得實(shí)驗(yàn)室結(jié)果用于工業(yè)化生產(chǎn)的可行性。
　　由于藍(lán)晶石基莫來(lái)石具有體積密

2、度低和玻璃相含量高的特點(diǎn)，因此，在配方中引入KBM50和KBM60藍(lán)晶石基莫來(lái)石后，試樣的體積密度、常溫力學(xué)強(qiáng)度和荷重軟化溫度呈下降的趨勢(shì)，但適量的KBM50和KBM60的加入增加了試樣中莫來(lái)石化反應(yīng)和莫來(lái)石含量，由于莫來(lái)石獨(dú)特的高溫力學(xué)性能，材料高溫抗折強(qiáng)度有一定程度的提高。
　　藍(lán)晶石基莫來(lái)石組成為結(jié)構(gòu)致密的莫來(lái)石和高黏度玻璃相，所以，其加入后材料的熱震穩(wěn)定性得到一定程度的改善。KBM50和KBM60加入量在20％時(shí)，試樣經(jīng)1

3、100℃三次水冷熱震試驗(yàn)后強(qiáng)度保持率分別為53.0%和50.4%，相比參照樣的44.0%均有較大程度提升。此外，由于KBM60比KBM50鋁含量高，因此在加入量相同情況下，KBM60系列試樣的常溫和高溫力學(xué)性能均略優(yōu)于KBM50系列試樣，但其熱震穩(wěn)定性則明顯不如后者。
　　當(dāng)選擇KBM50加入量為20%，增加SiC含量和粒度時(shí)，試樣燒結(jié)性逐漸變差。但碳化硅細(xì)粉的增加可以部分填充試樣中的剛玉-莫來(lái)石骨架結(jié)構(gòu)，在一定程度上提高試樣的高

4、溫力學(xué)強(qiáng)度。此外，由于 SiC優(yōu)越的導(dǎo)熱性能，碳化硅含量增加時(shí)，試樣熱震穩(wěn)定性逐步得到改善，其中 SiC加入量在19%時(shí)，試樣熱震后強(qiáng)度保持率達(dá)到59.0%，但當(dāng)SiC加入粒度增大時(shí)，其在材料中呈不連續(xù)孤立分布，其高熱導(dǎo)率這一特點(diǎn)被大幅削弱，熱震穩(wěn)定性逐漸惡化。
　　在工廠條件下的試驗(yàn)結(jié)果表明，KBM50藍(lán)晶石基莫來(lái)石加入量為20%時(shí)，制備的硅莫磚熱震穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于其它試驗(yàn)磚，其熱震循環(huán)30次時(shí)的受熱端面破損率僅為27.4%。而當(dāng)此

5、加入量全部以細(xì)粉形式加入到硅莫磚中時(shí)，硅莫磚的熱震穩(wěn)定性達(dá)最佳，其熱震循環(huán)30次時(shí)受熱端面破損率僅為5.7%，但由于其集中分布使莫來(lái)石化進(jìn)行的時(shí)間和溫度過(guò)于集中，致使該試驗(yàn)磚荷重軟化溫度和耐壓強(qiáng)度均較低。
　　當(dāng)SiC加入量從3%逐步增加到19%時(shí)，硅莫磚熱震穩(wěn)定性得到改善，且相應(yīng)試驗(yàn)磚表面氧化層厚度也逐漸減小。其中，當(dāng)SiC加入量為15%和19%時(shí)，試驗(yàn)磚氧化層厚僅為3mm和1mm。由于SiC的保護(hù)性氧化，一定厚度氧化膜的存在提