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锆英石砖产品性能及抗渣性的提高方法介绍

编辑:耐火砖   浏览:   时间:2020-08-12


 
什么是锆英石砖?有哪些性能及用途?
锆英石砖是以锆英石砂为原料制得的耐火砖,属酸性,抗渣性强,热膨胀率较小,热导率随温度升高而降低,荷重软化温度高,耐磨强度高,抗热震性好。
锆质耐火原料——锆英石
锆英石是锆的主要来源。锆英石的化学式为ZrSO4,含ZrO2 67.1 %,SiO2 32. 9%,为正方晶系矿物。相对密度4. 6?4. 7,硬度6. 
5?7. 5,热膨胀系数4. 5 X 
10-6K-1。锆英石的化学性能相当稳定,不溶于盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸,也不溶于苛性钾、苛性钠的水溶液。但在高温下,锆英石将解离成为ZrO2和无定形 
SiO2,解离自1540°C开始,1750°C时解离迅速,1870°C时,解离量达到95%。
世界上,80%的锆英石用于铸造、玻璃、陶瓷及耐火材料行业。少数锆英石用于磨料、冶金、化工及原子能工业。锆英石砂吸热性好、散热均匀,受热后不发生晶型转化,可作铸造的型砂。锆英石砂磨细后涂于铸型的内表面,可以提高铸件的合格率。含锆的玻璃纤维具有很好的耐碱性。含锆的玻璃折射率高,可以代替铅玻璃使用。锆英石大量用于建筑卫生陶瓷的釉料作为乳浊增白剂,起增加白度、增强遮盖力作用。氧化锆是各种新型结构陶瓷、钛锆酸铅压电陶瓷等功能陶瓷的主要成分。金属锆具有耐高温、抗腐蚀、易加工、力学性能好、热中子俘获面积小等优异性能,被大量用于原子能工业。锆还可以作用于特殊合金、超导材料,如金属锆可以作为晶粒细化剂,用于铝-锂合金等高强轻型结构材料。再如,化工行业大量使用含锆材料制作的阀门、排气机零件,以及含锆材料作的反应槽、蒸馏釜中的轧板。
在使用时,锆英石耐火砖耐火度高,受熔渣的化学侵蚀不易溶解,但熔渣可通过气孔向砖内部侵透,同时与分解了的锆英石粒子发生反应,形成变质层,使耐火砖组织 崩坏。为了提高锆英石耐火砖的使用效果,须降低其熔渣的浸透性。在实际生产中采取降低耐火砖制品气孔率的同时,可向锆英石料内加入高铝矾士或电熔氧化铝 制成锆铝耐火砖。提高制品的抗侵透性。向锆英石料曲加入氧化铬时,耐火度稍有降低。锆铝砖在抗渣浸透性方面虽有改进,但抗渣侵蚀性仍较差。可向耐火砖中加 人氧化铬以强化基质的抗侵蚀性。
锆英石耐火砖对 熔渣、钢水的耐侵蚀性和抗热震性良好,且适于在减压下工作,它在冶金工业中广泛用于砌筑脱气用钢包内村,此外也用作不锈钢钢包内衬,连铸钢包内村、铸口 砖、塞头砖、袖砖以及高温感应电炉炉村等。锆英石耐火砖对酸性渣和玻璃具有高的抵抗性,因而还广泛用于玻璃窑的严重损坏部位。锆英石耐火砖还具有不为金属 铬、铝的氧化物及其熔渣浸透的性质,因而用于炼铝的炉底上也获得良好的效果。此外,由锆英石制成的坩埚、管子、舟、皿和实验用容器等广泛地应用在与高温有 关的场合。
提高锆英石砖抗渣性的方法
锆英石砖的耐火度和荷重软化点均较高,热膨胀率小,受熔渣的化学侵蚀不易溶解。但其抗浸透性(抗浸润性)差,熔渣可通过气孔向砖内部浸透,同时与分解了的锆英石粒子发生反应,形成变质层,使砖组织崩坏。为了提高锆英石砖的使用效果,须降低其熔渣的浸透性,改进方法为:①通过调整颗粒组成和改变成型方法来制取气孔率和透气性低的制品,不过用此方法制成的制品,难免会使其热震稳定性降低;②向砖内加入某些加入物,提高砖与熔渣作用生成物的粘性。
粘土结合锆英石砖,所用粘土的种类和数量在很大程度上影响着砖的性质。加入粘土会使制品的耐火度降低,这是由于Al2O3对锆英石有溶剂作用。在ZrO2- Al2O3- SiO2三元系中,组成为ZrSiO4 15%、Al2O3 15%、SiO2 70%时产生共熔液相,其熔点为1610℃,随着烧成温度升高,粘土结合锆英石砖的显气孔率下降,透气率增高,粗气孔量增多,耐压强度和高温抗折强度提高,制品的耐侵蚀性提高,同时浸透层厚度增大。
当不加结合粘土,改变锆英石细粉量的配料,在1500℃烧成的试验结果表明:随锆英石细粉量增加,透气率降低,细气孔数量增加,制品的耐侵蚀性变好,当锆英石细粉量在60%时其浸透层厚度薄。
由上述分析可知,为了调整制品的耐侵蚀性,降低透气性,改善气孔分布以及制得耐浸透性强的锆英石质制品,在工艺上须考虑采用合适的烧成温度,加入适量的锆英石细粉和使用少量的结合粘土。
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