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硅莫磚產品性能介紹_廠家直銷

發布者:耐火磚廠 發布時間:2019-03-20 17:09:15

  硅莫磚中的“硅”指碳化硅,“莫”指莫來石,其實,硅莫磚是以高鋁礬土、碳化硅為主要原料,通過燒結制出的耐火磚。本質上,硅莫磚只是一種添加了碳化硅的高鋁磚。其中,一些產品可能摻有莫來石、“三石”、剛玉等耐火原料。

 

  硅莫磚

 

  碳化硅在超高溫、強還原條件下,由碳和二氧化硅發生反應合成。合成的特點是碳粒不動,SiO2和中間物質(SiO、Si)先變成氣相再和碳接觸并發生反應。

  

  我國研究比較多的是純剛玉碳化硅制品。剛玉硬度大(莫氏硬度為9.0~9.2),耐磨性好,但結合強度不如莫來石碳化硅制品及莫來石剛玉碳化硅制品。純剛玉碳化硅制品,靠SiC氧化產生的SiO2與基質中的Al2O3反應形成莫來石結合。根據研究,剛玉碳化硅制品中SiC含量為10%?20%時,制品的各項質量指標較好。SiC含量過高,不利于成型,磚坯性能下降,而且生產成本提高??縎iC氧化形成的莫來石提高制品的結合強度也不合適,因為生產過程要盡量保護SiC不被氧化,發揮SiC在制品中的作用,提高制品的耐磨性、抗熱震性等,因此純剛玉碳化硅制品的結合相有限,燒成溫度較高,制品的成本與使用壽命不成正比。我國天然高鋁礬土得天獨厚,特級和一級高鋁礬土熟料是由剛玉莫來石及少量玻璃相組成,用高鋁礬土熟料與碳化硅為主要原料生產的高鋁碳化硅制品曾經在冶金、電力系統應用。硅莫磚也是用高鋁礬土熟料與碳化硅配料制成的產品,與冶金系統的高鋁碳化硅磚沒有多大差別。

  

  碳化硅對高鋁磚性能的影響

  加入碳化硅后,可以大幅改善高鋁磚質的耐磨性、抗熱震性、荷重軟化溫度和抗侵蝕性,制造出綜合性能優越的新型耐火磚。

  

  碳化硅的莫氏硬度高達9.5。在高鋁磚中加入碳化硅,就提高了耐火磚的硬度。這樣,當磨粒和耐火磚接觸時,就限制了磨粒鑿入耐火磚的深度,減少了磨粒在耐火磚表面滑動時從耐火磚表面切割下一定物質的可能,從而提高了耐火磚的耐磨性。碳化硅具有很高的熱導率[84W/(m?K)]和適中偏低的熱膨脹系數(4.7×10-6/K)。在高鋁磚中加入碳化硅,則提高了材料的熱導率,降低了材料的熱膨脹系數。從而,可以顯著改善高鋁磚的抗熱震性。

  

  碳化硅氧化后形成SiO2和CO,SiO2再和Al2O3反應形成莫來石。這兩個反應都伴隨很大體積增加。反應產物莫來石也具有良好的高溫性能。所以,適量加入碳化硅有助于補償耐火磚的重燒收縮,提高荷重軟化溫度和抗蠕變性。

  

  早期,西方國家的技術人員認為水泥窯中高鋁磚的上限使用溫度為1300~1350℃。如果超過1300℃,水泥熟料中的CaO和耐火磚中Al2O3、SiO2反應形成的富含CAS2、C2AS產物將被燒流,失去保護的耐火磚將很快損毀。因此,水泥窯高溫帶包括燒成帶和過渡帶都需要使用堿性磚。目前,這一觀點因中國人發明了硅莫磚而需要作出修正。

  

  加入碳化硅后,改變了高鋁磚的侵蝕機理。這一改變起因于SiC的氧化。

  ,硅莫磚表面的SiC氧化成SiO2,堵塞了磚表面的氣孔,使磚內氣氛變為還原態。

  第二,硅莫磚內部的SiC活化氧化,形成的SiO氣體擴散至耐火磚表面,進一步氧化形成SiO2。

  第三,新生的SiO2與其他物質一起形成了高黏度的玻璃相,封堵了氣孔,減緩了氧的進入,維持了磚內的還原氣氛。所以,當硅莫磚表面原有的高黏度玻璃相保護層被侵蝕減薄后,氧氣進入硅莫磚,磚內部的SiC發生活化氧化,產生的SiO氣體又在耐火磚表面氧化成SiO2,建立起新的保護層。如此循環往復,就大幅度地減慢了耐火磚的侵蝕,提高了耐火磚的壽命。

  

  硅莫磚的品種和性能

  硅莫磚是一種高鋁碳化硅質耐火磚。若在硅莫磚中再添加不同的特種耐火原料,還可以繼續提高硅莫磚的某些性能,也就可以將改性后的硅莫磚分成不同的子類。例如,在硅莫磚制磚料中用一部分紅柱石代替礬土,可以制出硅莫紅磚。硅莫紅磚除具有良好的耐高溫、耐侵蝕性外,還具有比硅莫磚更好的抗熱震性。

  

  目前的硅莫磚在國內大型水泥回轉窯上得到廣泛應用,以60M長的回轉窯為例,除了長約20M的燒成帶用直接結合鎂鉻磚以及前后結口各0.8M左右的澆注料外,其余部位可采用不同牌號的硅莫磚。

  

  經使用后,用戶的昔遍反映是硅莫磚的抗熱震穩走性好,高溫強度好,使用過程中抗侵蝕,不剝落,不斷裂,  使用壽命明顯延長。其原因為水泥回轉穿過渡帶的磚面溫度為1400℃左右,而硅莫磚的荷重軟化開始溫度在1500℃以  上,足以抵抗高溫沖擊,加上制品結構致密,抗侵蝕和耐磨性特別好,是過渡帶的理想磚種。加上該磚種抗熱震穩走性好、熱導率不高,正是后過渡帶工藝特性所要求的,使用壽命是抗剝落磚的1.5——2倍。由于耐磨性好、熱穩定性好,所以該磚種也適合在冷卻帶使用,壽命可達兩年以上,是傳統高鋁磚使用壽命的3——5倍。在次燒成帶和過渡帶改用硅莫磚后,窯的使用壽命長達15個月,提高了水泥熱料的產量和質量。

  

  對如何進一步提高硅莫磚的高溫強度和抗熱震穩定性繼續在研究。例如在硅莫磚中適量引入鋯英砂,在高溫燒制中,ZrO2晶型轉化中產生的微膨脹在剛玉、莫來石晶體間產生微裂紋,能消除熱應力,從而提高制品的抗熱震穩定性,使用中不易產生剝落和掉片,還能提高抗侵蝕能力,從而進一步提高使用壽命。此外在高鋁材質中適當加入硅線石、紅柱石,藍晶石,利用其在高溫下的膨脹性提高制品的抗蠕變性和高溫強度,而且能提高抗熱震穩定性。所以本公  司在硅莫磚為主導產品的基礎上,已開發出鋯莫磚,加入了“三石"系列的改性硅莫磚等也可投入批量生產。

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