高铝砖性能关系和配方选择

高铝砖性能关系及配方选择

高铝砖韧性与抗热震性有什么关系

高铝砖韧性与高铝砖的抗热震性有着密切的关系，也是属于相辅相成的关系。改善高铝砖韧性的方法：采取一定的措施，使高铝砖形成某种显微结构，产生耗能机制，阻碍裂纹扩展，提高高铝砖的韧性。下面由河南耐火材料厂家为大家简单分析一下高铝砖的增韧问题。
高铝砖中存在结构缺陷，固有气孔和裂纹，在外力作用下，裂纹容易起动，又缺乏耗能机制，易发生脆性断裂，对高铝砖的增韧途径可以对显微结构进行控制，减小裂纹的尺寸，控制杂质和气孔的数量及分布等。也可以通

过增加能量耗散机构和设置障碍，阻止裂纹扩展。相变增韧、显微裂纹增韧等都可产生耗能机构，弥散第二相颗粒，可使裂纹扩展遇到障碍，发生裂纹偏转增韧。这些措施都可以阻碍裂纹进一步扩展，提高高铝砖韧性从而提高高铝砖的抗热震性。

高铝砖高温弯曲应力一应变关系

耐火材料的高温力学性能通常采用荷重软化温度、高温压蠕变和高温抗折强度等来表征。但荷重软化温度和高温压蠕变描述的只是试样在恒定压应力下的变形－温度关系和变形-时间关系。高温抗折强度反映的只是试样所能承受的大应力，它们均不能描述材料在高温下受力时的应力-应变关系。

为了更全面、更深入地研究耐火材料在高温下的力学性能，我公司采用研制的高温弯曲应力一应变测试仪研究了一级高铝砖DL-80、二级高铝砖GL-75和三级高铝砖GL-55在不同温度下的力学性能，包括应力-应变曲线、弹性模量、抗折强度和断裂时的大变形量。结果表明：高铝砖在不同温度下的应力一应变关系可以分为弹性阶段、塑性阶段和粘滞流动阶段；

在低、中温范围内，高铝砖的弹性模量和抗折强度随温度的上升而增加，到达某一转折温度后，随温度的上升而明显下降；三种高铝砖高温力学性能从高到低的排列顺序为：一级高铝砖＞二级高铝砖＞三级高铝砖。

高铝砖配方的选择

1.结合剂的选择制造高铝砖通常采用软质粘土做结合剂。粘土在配料中的主要作用是改善泥料的成型性能，并使成型和干燥后的坯体具有一定的强度。但是，在烧成过程中，粘土中的游离SiO2与高铝矾土熟料中的游离A12O3发生二次莫来石化反应，该反应随着结合粘土加入量的增多而加剧。二次莫来石化反应愈强，烧后高铝砖气孔率则愈高，强度和体积密度下降的可能性也愈大。

从这点出发，应尽量减少结合粘土在配料中的加入量。配料中粘土粉的加入量一般为5％。为了制得体积稳定型夏等高铝砖，可采用高铝矾土微粉作高铝结合剂；或用高铝矾土微粉和粘土粉按预定比例配合，制备合成莫来石作结合剂，均可制得无二次膨胀的体积稳定型高铝砖。

2.颗粒组成的确定高铝矾土熟料的颗粒组成对成型操作、坯体密度、高铝砖密度、强度有着重要的影响。因此，根据不同的成型方法确定合理的颗粒组成是稳定工艺操作、提高高铝砖质量的重要工艺因素。确定颗粒级配的原则是形成良好的堆积密度，对高铝砖性能和外观质量无不良影响。对于夏等砖来说，还应考虑到二次莫来石化反应所产生的体膨胀。高铝砖通常采用粗、中、细三级配料。

但是，也可采用二级或四级配料。当采用三级配料时，各粒级的临界尺寸为：粗颗粒3—0.5mm，中颗粒0.5—0.1mm，细粉<0.1mm。生产实践表明，确定颗粒尺寸时适当增大粗颗粒尺寸和数量可提高泥料的堆积密度，而且易于成型。烧成时，由于大颗粒料的比表面积较小，减弱了物料周围的二次莫来石化反应，有利于坯体的烧结。进而使高铝砖气扎率降低，荷重软化温度和耐压强度有所提高，热稳定性能有所改善。颗粒尺寸的放大是有一定限制的。

如果粗颗粒尺寸增大到4—5mm，则高铝砖边角、组织均匀程度受到影响，而且，熟料颗粒愈大，生产过程中的颗粒偏析也愈大。所以，大颗粒临界尺寸不宜过大。大临界颗粒尺寸以3mm为宜。配料中的细粉有利于坯体烧结和提高高铝砖的密度。加入适量的细粉，不但能使高铝砖在烧成时发生的二次莫来石化反应在细粉中进行，防止由于在粗颗粒周围发生二次莫来石比反应造成坯体松散；而且由于细粉的烧结作用所产生的烧成收缩可以减弱或抵消二次莫来石化反应所引起的体膨胀。

但是，细粉过多时，不仅坯体成型闲难、成型效率低，而且坯体容易产生裂纹，烧戍时产生较大的烧成收缩，使得废品率增加。鉴于此，细粉加入量以50％左右为宜。配料中的中间颗粒既无粗颗粒的骨架作用，也不具有细粉的烧结作用。在生产工艺流程中，根据生产的具体条件，中间颗粒的加入量通常限制在低数量。一般来说，减少中间颗粒的加入量，可以改善泥料的堆集密度，提高高铝砖的体积密度、改善高铝砖的热稳定性能。

但是，如果全部取消中间颗粒，在粗颗粒尺寸较大的条件下，高铝砖烧后不仅产生龟裂，外观质量不好，而且给物料的处理带来一定的阳难。一股来混，中间颗粒的加入量以10％左右为宜。总之，确定合理的颗粒配比，既要考虑到合理的堆积密度，限制中间颗粒加入量；又要根据成型方法的不同；、高铝砖的性能和要求来确定临界尺寸和各级颗粒加入量。一般制砖工艺中，粗颗粒上限通常为2—3mm，加入量为40—45％。

对于异型高铝砖，粗颗粒上限可降低到l—2mm。1—0.1mm的中间颗粒加入量以限制在10—20%为宜；＜0.1mm的细粉加入量应控制在40—50%，高铝砖所采用的颗粒组成。高铝砖配料的颗粒组成料种＞3mm3~1mm0.5~1mm＜0.1mm机制高铝砖，%≤428~35≤1248~53手工，%≤558~63