粘土砖、高铝砖概述.doc

年产26000吨硅酸铝制制品高铝砖综述
班级:材料科学与工程1004班
学生:刘艳芳
指导教师:卢琳琳
摘要：本文主要介绍了硅酸铝质耐火材料的原料——粘土砖，生产过程原理、应用及使用性能等。并注重介绍了生产粘土砖的制作流程、特点，以及简单介绍了粘土砖的回顾与展望，在实际生产中的应用等。 

关键词：硅砖  生产  原理  应用

一、 绪 论
耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料.它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种产品.具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性，是各种高温设备必需的材料。
原料加工
干 燥
泥料制备
成 型
烧 成
制 备
  耐火材料的生产流程
二、 耐火材料的分类
1、酸性耐火材料通常指SiO2含量大于93%的耐火材料，它的主要特点是在高温下能抵抗酸性渣的侵蚀，但易于与碱性熔渣起反应。 酸性耐火材料常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅93％以上的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，重复煅烧后体积不收缩，甚至略有膨胀；但其易受碱性渣的侵蚀，抗热振性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料，含有30％～46％的氧化铝，属弱酸性耐火材料，抗热振性好，对酸性炉渣有抗蚀性，应用广泛。 
2、碱性耐火材料一般是指以氧化镁或氧化镁和氧化钙为主要成分的耐火材料。这类耐火材料的耐火度都较高，抵抗碱性渣的能力强。例如镁砖、镁铬砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石砖、镁橄榄石砖等。主要用于碱性炼钢炉、有色金属冶炼炉及水泥窑炉等。  
3、硅酸铝质耐火材料是指以SiO2-Al2O3为主要成分的耐火材料，按其Al2O3含量的多少可以分为半硅质（Al2O315~30%）、粘土质（Al2O3 30~48%）、高铝质（Al2O3大于48%）三类。  
4、熔铸耐火材料是指用一定方法将配合料高温熔化后，浇注成的具有一定形状的耐火制品。  
5、中性耐火材料是指高温下与酸性或碱性熔渣都不易起明显反应的耐火材料，如炭质耐火材料和铬质耐火材料。有的将高铝质耐火材料也归于此类。  
6、特种耐火材料是在传统的陶瓷和一般耐火材料的基础上发展起来的新型无机非金属材料。  
7、不定形耐火材料是由耐火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂一定比例组成的混合料，能直接使用或加适当的液体调配后使用。不定型耐火材料是一种不经煅烧的新型耐火材料，其耐火度不低于1580℃。 
三、 耐火材料的性能要求
耐火材料的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能和作业性能。  
耐火材料的结构性能包括气孔率、体积密度、吸水率、透气度、 气孔孔径分布等。 
耐火材料的热学性能包括热导率、热膨胀系数、比热、热容、导温系数、热发射率等。  
耐火材料的力学性能包括耐压强度、抗拉强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、耐磨性、蠕变性、粘结强度、弹性模量等。  
耐火材料的使用性能包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗水化性、抗CO侵蚀性、导电性、抗氧化性等。  
耐火材料的作业性包括稠度、塌落度、流动度、可塑性、粘结性、回弹性、凝结性、硬化性等.
四、高铝砖具体介绍
1、 简介 三氧化二铝(Al2O3)含量高于48％的硅酸铝质耐火材料制品。用铝硅系原料生产的耐火材料中，以Al2O3为主要成分划分的砖有高铝砖、莫来石砖及刚玉砖。如Al2O3含量高于90％,称为刚玉砖。
高铝砖具有较高的抗压强度和荷重软化温度以及较好的热震稳定性能。由于其价廉、质优、生产厂家遍布全国各地，在新密尤其以李堂工业园和超化工业园生产的具多。
以各种类型的磷酸结合的高铝砖，均以强度高，热震稳定性较好为特征，但它们在高温下蠕变较烈，所以用于拱项部位时以煅烧高铝砖为好。
2、原料 根据资源条件和制品要求不同，可采用以下几类原料：以含水铝氧矿物(一水铝石、三水铝石等)为主要组成的高铝矾土；硅线石族矿物（包括蓝晶石、红柱石、硅线石等）;人工合成原料,如工业氧化铝、合成莫来石、电熔刚玉等。
3、制作工艺及特性：
制作工艺：高铝砖和多熟料粘土砖的生产工艺类似，不同之处在于配料中熟料比例较高,可高达90～95％,熟料在破碎前需分级拣选和筛分除铁，烧成温度较高，如Ⅰ、Ⅱ等高铝砖用隧道窑烧成时一般为1500～1600℃。 　　
特性：a、耐火度 高铝砖的耐火度比粘土砖和半硅砖的耐火度都要高，达1750~1790℃，属于高级耐火材料。 　　
b、荷重软化温度 因为高铝制品中Al2O3高，杂质量少，形成易熔的玻璃体少，所以荷重软化温度比粘土砖高，但因莫来石结晶未形成网状组织，故荷重软化温度仍没有硅砖高。 　　
c、抗渣性 高铝砖中Al2O3较多，接近于中性耐火材料，能抵抗酸性渣和碱性渣的侵蚀，由于其中含有SiO2，所以抗碱性渣的能力比抗酸性渣的能力弱些。
4、用途及措施
用途：主要用于砌筑高炉、热风炉、电炉炉顶、鼓风炉、反射炉、回转窑内衬。此外，高铝砖还广泛地用做平炉蓄热式格子砖、浇注系统用的塞头、水口砖等。但高铝砖价格要比粘土砖高，故用粘土砖能够满足要求的地方就不必使用高铝砖。
措施：中国生产实践证明，高铝熟料在破碎前严格拣选分级、并分级贮存，采用矾土熟料和结合粘土共同细磨方法，可提高产品质量。
高铝砖使用性能的优劣取决于很多的因素：
高铝砖和多熟料粘土砖的生产工艺类似，不同之处在于配料中熟料比例较高,可高达90～95％,熟料在破碎前需分级拣选和筛分除铁，烧成温度较高，如Ⅰ、Ⅱ等高铝砖用隧道窑烧成时一般为1500～1600℃。
生产实践证明，高铝熟料在破碎前严格拣选分级、并分级贮存，采用矾土熟料和结合粘土共同细磨方法，可提高产品质量。
高铝砖的使用性能不完全取决于砖内的Al2O3含量，更取决于形成的晶体形状及玻璃相数量，组成与粘度。对高铝砖进行的蠕变试验或刚性模量和断裂模量的研究表明，莫来石质砖高温机械性能好于高Al2O3含量的砖。LZ-75牌号的高铝砖，尽管形成大量的高耐火度的α-刚玉晶体，呈粒、柱状，其微观结构坚固性不亚于莫来石结构，但在应力作用下晶间少量的玻璃液使其产生滑移，引起结构变形、强度下降。莫来石质砖，如LZ-65、LZ-55牌号，主要是莫来石晶体，呈针状，形成交叉网络结构，玻璃相充填其间，能承受应力，不易变形，具有良好的高温强度，尤其用硅线石族原料制的砖，原料纯度高，经过烧成生成莫来石与SiO2除少量的SiO2与极微量杂质形成玻璃相外，其余的SiO2生成方石英充填于莫来石晶间，在冷却后产生永久膨胀。
5、开发利用情况：
跟着工业利用范围的扩大，高铝砖精矿供求量将要不已增长，其增长率普通年年为5～7%，在生铁工业方面增长率年年为10%。预见来年全国冶炼工业需用高铝砖量可达4～6万吨；电器、雷达、化工瓷、高强瓷等产业需用高铝砖量可达1.4万吨；若巩固出口能力，约为3万吨。高铝砖开发利用存在商品与市场供求不对路的大局,高质量高铝砖商品供不应求,低质量高铝砖商品已趋饱满,造成市场豁口较大。应巩固选矿技能讨论，开发出金融上公道的高质量高铝砖商品出产技能，调整而今供求冲突。
6、发展趋向：
(1)高铝砖精矿在生铁工业、制备地板和墙体耐火砖等方面的用量将有较大增长；在玻璃和瓷器工业方面的用量将位于安定静态；
(2)对高铝砖精矿的要求重要是向高纯度风向发展，其制品向多项和高质量方面发展；
(3)重选及反浮选工艺用于超纯度高铝砖精矿的出产是有发展前程的，应巩固应用技能讨论及出产软化。
五、致谢
本设计的完成是在我们的指导老师卢琳琳老师的细心指导下进行的。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了卢老师很多的宝贵时间和精力，在此向卢老师表示衷心地感谢！老师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！
还要感谢和我同一设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。

第 6 页