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耐火材料添加劑——礦化劑在硅磚生產過程中的作用

來源:http://www.70844.cn/news/show-1136.aspx    發布時間:2023/8/3 10:25:09
在硅磚生產過程中加入礦化劑,一方面可以加速石英在燒成時轉化為更低密度的方石英和鱗石英,此外,還能在不顯著降低硅磚耐火度的同時避免磚坯在燒結過程中因過度膨脹而產生開裂和松散現象。

一、礦化劑工作機理

石英在轉化為鱗石英或方石英時,由于它們之間的結構和物理性質互不相同,重新構成晶格轉化的能量效應很大,轉化速度非常緩慢,在沒有礦化劑存在時,α-石英不可能轉化為α-鱗石英,在礦化劑很少或幾乎沒有時,α-石英只能形成α-方石英。

當有足夠數量的礦化劑時,石英的轉化過程為:β-石英轉化為α-石英、α-石英很快轉化為亞穩定方石英(此過程會出現裂紋),同時α-石英、亞穩定方石英和礦化劑及雜質等相互作用形成液相,并侵入裂紋中,促進α-石英和亞穩定方石英不斷地溶解于所形成的液相中,使之成為硅氧的過飽和溶液,然后以穩定的鱗石英形態,不斷地由溶液之中結晶出來。這個轉化速度取決于礦化劑的性質和數量。

在此過程中,所形成的液相緩沖了由于轉化過程體積膨脹所產生的應力,能夠提高了磚坯的熱震穩定性和強度等指標。

二、硅磚制品中的常用礦化劑

生產硅磚的過程中廣泛采用的礦化劑為氧化鈣、氧化鐵,其中CaO可以從分散狀態的消石灰獲得。所用石灰的質量在很大程度上決定著硅磚的性質。石灰是以石灰乳的形式加入的,它在常溫下起著結合劑的作用,結合磚還內的石英顆粒,在干燥后增加磚坯的強度,而在燒成時則起礦化劑作用,促進石英轉化。與石灰同時加入氧化鐵主要是為了減少制品的裂紋。目前我國各廠使用的氧化鈣、氧化鐵系礦化劑中的鐵主要是軋鋼皮(鐵鱗),并要求其含Fe?O?+FeO>90%。為使軋鋼皮在配料中均勻分布達到良好的礦化效果,必須將其在球磨機中進行細粉碎。此外,平爐渣、硫酸渣、軟錳礦等也可作礦化劑使用。

在生產硅質耐火材料時,應根據制品的使用環境選擇合適的礦化劑系統。例如,在生產焦爐用硅磚時,仍采用氧化鈣、氧化鐵作為礦化劑的話,硅磚在使用過程中容易與焦爐中的氣氛產生化學反應,致使碳素在硅磚的氣孔中沉積和石墨化,從而引起焦爐爐體松散,因此,在礦化劑的選擇上,通常會需要用MnO替代FeO。

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