磷酸鹽結合不燒高鋁磚熱處理溫度的研究

PAGE·PAGE228·磷酸鹽結合不燒高鋁磚熱處理溫度的研究董紅芹宋欣平李愿王芙云尤偉洛陽耐火材料集團有限責任公司洛陽4710391前言鋼鐵生產正處在結構調整和優(yōu)化的關鍵時期。由于自身產品、工藝不斷完善的需要，對耐火材料提出了進一步優(yōu)化的新要求。耐火材料日益成為鋼鐵生產優(yōu)化發(fā)展的先導和制約因素。鐵水包、冶煉爐、鋼包、精煉爐用耐火材料則主要考核重復使用壽命，希望具有良好的修復再生功能。不燒高鋁制品由于其特殊的機理，顯示出良好的使用性能，但其熱處理溫度各廠家有較大差異。目前國內主要在600℃和400℃進行處理，國外有在1000℃～1100℃處理。為了提高不燒制品的使用性能，推廣擴大其使用領域，我們對不燒高鋁磚的熱處理溫度進行了研究。2實驗過程我們做了大量的實驗，其規(guī)律一致。以下為從中隨機選取的2個實驗結果。2.1原料原料選用雜質含量較低的礬土熟料，作骨料和細粉，并引入二種膨脹劑A、C。表1礬土熟料的化學成分/%SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2O4.9289.851.53.46微0.300.10微2.2結合劑選用濃度為85%的普通工業(yè)磷酸。2.3試驗配方（見表2）3生產工藝先將礬土熟料經(jīng)顎式破碎機、對輥破碎機破碎后，經(jīng)7mm、5mm、3mm、1mm篩網(wǎng)分成四種粒級，細粉為元錐料經(jīng)筒磨機粉碎獲得，細度要求小于

0.088mm≥95%?；炀毤恿享樞驗椋合燃庸橇?，干混1分鐘，加入結合劑用量的三分之二，混練2～3分鐘后加細粉，混練5～6分鐘，再加入余下的結合劑，混練6～7分鐘后出料。泥料水分為3%～5%。300噸磨擦壓磚機成型，根據(jù)先輕后重的原則，先輕壓2～3次，再重壓5～6次，磚坯體密≥2.9g·cm3。制得的磚坯100℃干燥24小時后，一半在隧道窯進行熱處理，600℃保溫8～12小時。另一半在電爐中進行熱處理，1100℃保溫5小時。表2各試樣的配方/%1#2#高鋁礬土7～5555～315153～120201～02020粉料2222膨脹劑A180目15C粉15粘土粉33結合劑444實驗結果與分析4.1試樣的物理性能表3不同溫度熱處理后試樣的性能1#2#熱處理溫度/℃60011006001100顯氣孔率/%17.31514.313.3體積密度/g﹒cm-32.892.942.912.93耐壓強度/MPa89213170196荷重軟化溫度/℃15001540—1520燒后線變化率/%1500℃×2h+2.73+3.59-0.10+0.401600℃×2h+2.37+2.26-0.10+0.031650℃×2h+1.38+1.64+2.5+1.4實驗表明，提高熱處理溫度，對試樣的常溫物理性能影響較大。圖1示出，試樣的顯氣孔率、體積密度和常溫耐壓強度隨著熱處理溫度的提高而有了明顯改善。荷重軟化溫度、燒后線變化率等指標也有一定程度的改善。因此，提高熱處理溫度對改善制品的性能有明顯的效果。600℃熱處理試樣的顯氣孔率%試樣的體積密度g﹒600℃熱處理1100℃熱處理1100℃熱處理試樣的耐壓強度MPa圖1不同溫度處理對試樣顯氣孔率、體積密度、耐壓強度的影響不燒磚能夠顯示出優(yōu)異的使用性能，主要原因是在中、低溫度下，顆粒間由化學鍵結合，沒有玻璃相生成。而膨脹劑在整個使用過程中可持續(xù)發(fā)生膨脹反應，所以它對制品使用性能的影響占主導地位。但若熱處理溫度超過1200℃，由于K2O、Na2O等雜質的存在，玻璃相相繼生成，造成不燒制品與燒成高鋁制品性能一致，失去了不燒制品的意義。因此，不燒制品的熱處理溫度也不應過高，建議設置在1000℃～1100℃。4.2試樣的顯微結構1#試樣600oC處理后的顯微結構1#試樣1100oC處理后的顯微結構2#試樣600oC處理后的顯微結構1#試樣1100oC處理后的顯微結構圖2不同溫度熱處理后試樣的顯微結構從圖2可以看出，600℃熱處理試樣中，顆粒之間孤立、機械堆積，氣孔較多。顆粒間的結合主要靠磷酸二氫鋁和部分粘土膠結。1100℃處理試樣與600℃處理試樣相比，細顆粒部分形成條狀、柱狀，基質形成絮狀、網(wǎng)狀膠結，將小顆粒連成一片。這說明基質中已有部分莫來石化，膨脹效應填充了部分氣孔，導致試樣的氣孔率降低，體積密度升高，使試樣結構致密。而且這種莫來石化