耐火材料生產技術與設備課件

§3-1硅酸鋁質耐火材料生產的理化基礎硅酸鋁質耐火材料以SiO2和Al2O3為基本化學組成，雜質成分通常是TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、RO2等。因此，Al2O3—SiO2系相圖是這類耐火材料的理化基礎。1585第三章硅酸鋁質耐火材料§3-1硅酸鋁質耐火材料生產的理化基礎硅酸鋁質耐火材料以S1（1）固溶體二元化合物莫來石的組成不是固定的，其Al2O3含量波動于72~78%，相當于A3S2~A2S之間的化學組成。但習慣上以A3S2表示。（2）莫來石的理論熔點為1910℃，比重3.08~3.11，晶體常呈針狀、短柱狀生長，耐酸堿侵蝕。當Al2O3含量大于78%時，成為具有剛玉的莫來石固溶體?！?-1硅酸鋁質耐火材料生產的理化基礎1585E1E2第三章硅酸鋁質耐火材料（3）當Al2O3含量小于72%時，系統(tǒng)的低共熔點E1溫度為1585℃左右，而該點組成為SiO2:94.5%，Al2O3:5.5%。說明在硅磚生產時，要注意嚴格控制雜質Al2O3的含量。（1）固溶體二元化合物莫來石的組成不是固定的，其Al2O3含2第三章硅酸鋁質耐火材料§3-1硅酸鋁質耐火材料生產的理化基礎（4）在Al2O3含量波動于15~72%區(qū)間，液相線變化較平坦，說明系統(tǒng)中的液相量隨溫度升高增加迅速。這一特征決定了粘土磚和二、三等高鋁磚的荷軟溫度都不會太高。（5）當Al2O3含量大于78%時，A3S2-Al2O3系統(tǒng)的低共熔點E2溫度為1850℃左右，說明I等高鋁磚和剛玉磚的液相生成溫度高得多，具有比粘土磚和I、II等高鋁磚好得多的耐火性能。例如剛玉磚的荷軟溫度大于1700℃。1585E1E2粘土磚：1300~1400℃I、II等高鋁磚：1420~1500℃第三章硅酸鋁質耐火材料§3-1硅酸鋁質耐火材料生產的理化3§3-1硅酸鋁質耐火材料生產的理化基礎（6）實際生產配料中，不可能只是Al2O3、SiO2兩種化學成分，因此，其它成分對Al2O3-SiO2系統(tǒng)耐火性能的影響，當是必須考慮的要素。這些成分主要是：CaO、MgO、TiO2、Fe2O3、R2O等，它們的加入對鋁硅系統(tǒng)的液相形成溫度都有較大影響，尤其是R2O?！?-1硅酸鋁質耐火材料生產的理化基礎（6）實際生產配料中4§3-1硅酸鋁質耐火材料生產的理化基礎★第三組分對鋁硅系統(tǒng)的液相形成溫度的影響，其中影響最大的是堿金屬氧化物R2O?！粲纱丝梢?，R2O危害最大，即使含量很低（＜1%），就能使制品在1000℃左右生成液相。使用過程中，堿性熔渣或氣體均對硅酸鋁質的制品有嚴重侵蝕作用?！魧τ阡X硅系耐火材料，其高溫性能隨其中的Al2O3含量增加而提高；隨R2O、Fe2O3、CaO、MgO等溶劑成分含量增多而降低?！?-1硅酸鋁質耐火材料生產的理化基礎★第三組分對鋁硅系5第三章硅酸鋁質耐火材料§3-2粘土質耐火材料的生產一、概念、分類1.粘土質耐火材料是采用天然耐火粘土為原料，將大部分耐火粘土預先煅燒為熟料，然后與另一部分生粘土配合制成的Al2O3含量為30~48%的耐火材料。2.粘土質耐火材料從生產工藝上大致可分為兩類：少熟料粘土磚：熟料配比較小，結合（生）粘土配比較大（約25~50%）多熟料粘土磚：熟料配比較大，結合（生）粘土配比較?。s10~20%）●性能要求較高的制品一般采用多熟料配方，如高爐磚、盛鋼桶磚等制品的生產。多熟料配比容易獲得較理想的內部顯微結構和準確的外形尺寸。而對一些性能要求較低、成型較困難的制品，則通常采用少熟料多生料配比。第三章硅酸鋁質耐火材料§3-2粘土質耐火材料的生產一、概61.少熟料粘土磚生產工藝特點：1.廢磚被少量配入。2.生粘土單獨細粉碎后配入。熟料及廢磚粗碎中碎篩分料倉筒磨機細粉碎篩下料篩上料結合粘土干燥粉碎配料倉配料混練困料成型干燥燒成檢驗包裝水、結合劑（骨料）細粉二、生產工藝1.少熟料粘土磚生產工藝特點：熟料及廢磚粗碎72.多熟料粘土磚生產工藝特點：1.廢磚不配入。2.生粘土的兩種用法：一是與熟料共同細磨，以保證其在細粉中分布均勻，充分發(fā)揮結合劑作用。二是除與熟料共同細磨外，還用部分生粘土調制成泥漿形式，在混練時加入。篩下料（骨料）熟料粗碎中碎篩分料倉筒磨機細粉碎結合粘土干燥粉碎篩分配料混練困料成型干燥燒成檢驗包裝紙漿廢液配料倉調制泥漿2.多熟料粘土磚生產工藝特點：篩下料（骨料）熟8第三章硅酸鋁質耐火材料§3-2粘土質耐火磚的生產三、提高粘土磚高溫性能的措施粘土磚的耐火度波動于1580~1770℃，熱震穩(wěn)定性較好，但荷重軟化溫度較低，原因是不具網(wǎng)絡骨架結構，玻璃相含量較多。1.降低粘土原料的雜質（尤其是堿金屬氧化物）含量。2.適當提高燒成溫度，使制品具有致密結構。3.采用高鋁基質（Al2O3/SiO2≈2.55）組成特征的配料。4.采用多熟料配料及混合細磨措施。第三章硅酸鋁質耐火材料§3-2粘土質耐火磚的生產三、提高9§3-3礬土基高鋁質耐火材料的生產高鋁質制品系指Al2O3含量在48%以上的耐火材料，其分類有兩種情況：（一）按制品的Al2O3含量分I等高鋁磚：＞75%

II等高鋁磚：65~75III等高鋁磚：48~65Al2O3含量（二）按制品的礦物組成分●低莫來石質高鋁制品●莫來石質高鋁制品●莫來石—剛玉質制品●剛玉—莫來石質制品●剛玉質高鋁制品Al2O3含量漸增第三章硅酸鋁質耐火材料§3-3礬土基高鋁質耐火材料的生產高鋁質制品系指Al2O310§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料1.化學礦物組成（1）化學組成主要化學組成：Al2O3、SiO2。其中Al2O3波動于45~80%。主要雜質組成：Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O。總含量為2.5~6.0%。關于耐火材料生產用鋁土原料（生料）分類的技術條件（YB327—1963）：§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料1.化學11§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料新的分類方法稍有不同：1.化學組成◆試驗證明：特級、I級及III級礬土比較容易燒結，而II級礬土（尤其是II等乙級礬土）難以燒結?！?-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料新的分類方12§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產★我國所產鋁礬土基本上是水鋁石—高嶺石型的，且大多是一水硬鋁石—高嶺石型的，也有少部分地區(qū)出產的鋁礬土屬于一水軟鋁石—高嶺石型的。常見雜質礦物：鐵質礦物、金紅石、三水鋁石（γ-Al2O3·3H2O），以及滑石、白云石、葉臘石、絹云母、長石等。主要礦物組成：水鋁石高嶺石（Al2O3·2SiO2·2H2O）一水硬鋁石（α-Al2O3·H2O）一水軟鋁石（γ-Al2O3·H2O）無疑，礬土礦中的水鋁石含量越高，則其等級越高，耐火度越高。一、高鋁礬土原料2.礦物組成§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產★我國所產鋁礬土基本上是13§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料3.高鋁礬土在加熱過程中的化學變化◆高鋁礬土在加熱過程中的化學變化是其中各種礦物加熱變化的綜合反映。其燒結過程大致可分為三個階段：（1）分解階段（400~1200℃左右）此階段的主要化學反應是：α-Al2O3·H2Oα-Al2O3+H2O400~600℃（剛玉假相）α-Al2O3（剛玉）＞1100℃◆水鋁石分解后形成的剛玉假相仍保持水鋁石之外形，在溫度高于1100℃之后，逐漸轉變?yōu)閯傆瘛＆=－27.24%§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料3.高鋁14§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料（1）分解階段（400~1200℃左右）Al2O3·2SiO2·2H2OAl2O3·2SiO2+2H2O450~550℃（偏高嶺石）ΔV=－17.2%SiO2（方石英）3(Al2O3·2SiO2)3Al2O3·2SiO2+4SiO2＞950℃（一次莫來石）（無定形）3.高鋁礬土在加熱過程中的化學變化§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料（1）分解15一、高鋁礬土原料（2）二次莫來石化階段（1200~1500℃左右）Al2O3·2SiO2·2H2OAl2O3·2SiO2+2H2O450~550℃（偏高嶺石）3(Al2O3·2SiO2)3Al2O3·2SiO2+4SiO2＞950℃（一次莫來石）（無定形）★“二次莫來石化過程”系指由高嶺石莫來石化后析出的SiO2，與水鋁石分解后形成的α-Al2O3反應形成莫來石相的過程。即：α-Al2O3·H2Oα-Al2O3+H2O400~600℃（剛玉假相）α-Al2O3（剛玉）＞1100℃+3Al2O3·2SiO2（二次莫來石）ΔV≈+10%3.高鋁礬土在加熱過程中的化學變化一、高鋁礬土原料（2）二次莫來石化階段（1200~1500℃16一、高鋁礬土原料（2）二次莫來石化階段（1200~1500℃左右）◆二次莫來石化的完成溫度因鋁礬土中的Al2O3/SiO2比值不同而不同。如I級礬土的二次莫來石化過程結束于1400℃左右，而II級礬土的二次莫來石化過程要到1500℃左右才能結束?！粼诙文獊硎^程的同時，礬土中的雜質與SiO2、Al2O3反應形成液相，部分TiO2、Fe2O3固溶入莫來石和剛玉晶體。液相的存在既有助于二次莫來石化的進行，也為重結晶提供了條件。（3）重結晶階段（始于二次莫來石化趨于完成時，止于燒結結束）該階段的物理變化表現(xiàn)為：莫來石和剛玉晶體發(fā)育長大；氣孔縮小、逐漸消失；料塊逐漸致密并燒結，吸水率迅速降低。3.高鋁礬土在加熱過程中的化學變化一、高鋁礬土原料（2）二次莫來石化階段（1200~1500℃17§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料4.影響高鋁礬土燒結的因素（重點！）（1）二次莫來石化過程◆二次莫來石化過程對鋁礬土的燒結影響很大。實驗表明，II級礬土煅燒時最難燒結，其燒結溫度與特級礬土相當（1600~1700℃）。其原因在于：★礬土的燒結，既意味著其中二次莫來石化過程的完善，亦意味著重結晶過程進行了適當?shù)某潭取Ｒ虼?，影響鋁礬土燒結的因素主要是二次莫來石化過程和液相的數(shù)量及組成。a).II級礬土中的Al2O3含量恰好處于莫來石的理論組成附近（65~75%），鋁硅比Al2O3/SiO2≈2.55，因此燒結過程中生成的莫來石量最大，二次莫來石化過程最長，產生的體積膨脹最大，使得燒結困難。§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料4.影響18一、高鋁礬土原料4.影響高鋁礬土燒結的因素（1）二次莫來石化過程b).在II級礬土礦物組成中，高嶺石和水鋁石接近于各占約50%（51.5/48.5），其組織結構最不均勻，含有許多結構致密、大小不等且分布不均的球狀或橢球狀體，這使得II級礬土的二次莫來石化過程結束的溫度最高?！锟傊龠M礬土的二次莫來石化是保證其充分燒結的重要前提，而礬土的燒結則始于其二次莫來石化過程結束的溫度。因此，礬土的煅燒溫度一般控制為超過其二次莫來石化完成溫度大約100~200℃.特級礬土：1600~1700℃I級礬土：1500~1600℃II級礬土：1600~1700℃III級礬土：1500~1550℃各級礬土原料的實際煅燒溫度一、高鋁礬土原料4.影響高鋁礬土燒結的因素（1）二次莫來石19§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料4.影響高鋁礬土燒結的因素（2）液相的數(shù)量與組成情況●液相的存在既有助于二次莫來石化的進行，也會促進重結晶過程?！裨诟邷刈饔孟?，液相將晶粒拉緊在一起并填充晶粒間的空隙，降低料塊中的氣孔率，促進燒結過程的完成?！馣2O、Na2O含量增多時，將增加液相量、降低其粘度，結果將明顯降低礬土的燒結溫度，使燒結范圍變窄?！飳嶒灲Y果表明，在礬土煅燒時，雜質中的K2O、Na2O全部進入玻璃相。CaO、MgO大部分進入玻璃相。而Fe2O3、TiO2在特級和I級礬土中，由于含量高，進入玻璃相較多；但在II級礬土中，進入結晶相形成固溶體較多?！?-3礬土基高鋁質耐火磚的生產一、高鋁礬土原料4.影響20§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產二、礬土基高鋁磚的生產工藝要點礬土基高鋁磚的生產工藝和前述的多熟料粘土磚生產工藝相似：熟料粗碎中碎篩分料倉細碎結合粘土干燥粉碎篩分配料混練困料成型干燥燒成檢驗包裝紙漿廢液配料倉骨料§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產二、礬土基高鋁磚的生產工藝21§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產二、礬土基高鋁磚的生產工藝要點1.對礬土熟料進行揀選分級，合理使用。即：根據(jù)不同等級制品的質量要求，采用相應等級的礬土熟料來生產。●衡量礬土熟料質量的指標有：①化學組成（Al2O3、SiO2、Fe2O3+TiO2、K2O+Na2O等含量）；②燒結程度（吸水率、體積密度等）。如體積密度要求通常為：特級品≥3.00，I級品≥2.80，II級品≥2.55，III級品≥2.45。2.配料。

①結合劑的選用與用量◆結合劑選用：生粘土+紙漿廢液◆生粘土用量：特等及I、II等高鋁磚不宜太多，一般為5%~10%。III等高鋁磚用量較多，一般達15~20%。主要考慮生粘土和熟料反應生成二次莫來石、產生體積效應，以及粘土原料帶入低熔點雜質的問題?！?-3礬土基高鋁質耐火磚的生產二、礬土基高鋁磚的生產工藝22§3-3礬土基高鋁質耐火磚的生產二、礬土基高鋁磚的生產工藝要點2.配料。

②不同質量等級的熟料適當配合使用，有利于改善其基質組成。且這樣混合配料時應以鄰級原料混配為宜，Al2O3含量高的熟料以細粉加入為宜。3.顆粒級配。一般也采用“粗、中、細”三級配合，并遵循“兩頭大、中間小”的原則，以求獲得最大的生坯密度?！窳硗庖豁椫匾胧┚褪菍⑹炝吓c生粘土共同細磨，這樣有利于控制二次莫來石化反應在基質中進行，減少顆粒表面的二次莫來石化反應。并且使共磨粉中的Al2O3/SiO2稍大于2.55?！?-3礬土基高鋁質耐火磚的生產二、礬土基高鋁磚的生產工藝23二、礬土基高鋁磚的生產工藝要點4.燒成溫度。嚴格控制燒成溫度和二次莫來石化反應。一般不希望燒成過程中有二次莫來石產生，但這是不可能的——結合黏土加入量越多，二次莫來石化效應越大?！袼淼栏G燒成時，特、I、II等高鋁磚的燒成溫度一般在1550~1580℃之間，III等高鋁磚的燒成溫度一般在1430~1460℃之間。燒成氣氛為氧化氣氛。三、高鋁制品的性質及應用1.高鋁制品屬于中性耐火材料；耐火度較高（＞1770℃）；荷重軟化溫度＞1550℃；但抗熱震穩(wěn)定性較差，不如粘土磚。2.高鋁制品的綜合性能優(yōu)于粘土磚，在冶金、建材、石化、電力等工業(yè)領域應用非常廣泛。如用來砌筑冶金高爐、熱風爐、電爐頂、水泥窯燒成帶、隧道窯高溫帶等。二、礬土基高鋁磚的生產工藝要點4.燒成溫度。●隧道窯燒成24§3-4硅線石族高鋁質耐火材料一、原料概況概念：系指采用硅線石族原料生產的高鋁質耐火材料。1.硅線石族原料有三種：藍晶石、硅線石、紅柱石，俗稱“三石”。它們化學組成相同(Al2O3·SiO2，Al2O3：62.92%；SiO2：37.08%)，但結構不同。藍晶石屬三斜晶系，后兩者屬斜方晶系。2.“三石”加熱到1300℃以后，均不可逆地轉化為莫來石：3(Al2O3·SiO2)3Al2O3·2SiO2+SiO2（一次莫來石）（無定形）◆“三石”的莫來石化過程同樣伴隨有一定的體積膨脹，因此，“三石”原料在某些收縮較大的材料生產中，有時用作膨脹劑。它們的部分物理性質及高溫轉化性能如下表所示?！?-4硅線石族高鋁質耐火材料一、原料概況概念：系指采用硅25§3-4硅線石族高鋁質耐火材料一、原料概況“三石”礦物的部分物理性質及加熱變化情況§3-4硅線石族高鋁質耐火材料一、原料概況“三石”礦物的部26§3-4硅線石族高鋁質耐火材料二、硅線石族高鋁制品的生產工藝1.硅線石族高鋁制品的生產工藝過程與礬土基高鋁制品的相同。2.幾點說明：（1）紅柱石基高鋁磚可采用部分生料配料，因為其莫來石化的體積效應最小。（2）用硅線石生料生產高鋁磚時，應在較高溫度下燒成，因為硅線石的莫來石化反應開始溫度較高（＞1500℃）。（3）硅線石族原料生產高鋁磚時，不宜采用生粘土，可在基質中適當加入工業(yè)氧化鋁，以提高制品中的莫來石含量?！?-4硅線石族高鋁質耐火材料二、硅線石族高鋁制品的生產工27§3-5莫來石質耐火材料一、燒結莫來石制品緒言1.概念莫來石質耐火材料系指以合成莫來石為主要原料制成的、以莫來石為主晶相的耐火材料。2.分類燒結莫來石制品：以合成莫來石為骨料、以莫來石細粉（或白剛玉細粉、石英細粉）及高純度粘土等為基質，經(jīng)高溫燒成得到的莫來石質制品。熔鑄莫來石制品：以高鋁礬土或工業(yè)氧化鋁、粘土或石英進行配料，經(jīng)熔融、澆鑄、退火處理而成的莫來石質制品。（一）原料——合成莫來石燒結莫來石電熔莫來石§3-5莫來石質耐火材料一、燒結莫來石制品緒言1.概念莫28§3-5莫來石質耐火材料一、燒結莫來石制品（一）原料——合成莫來石燒結莫來石電熔莫來石合成莫來石的生產工藝過程為：高溫熔融原料配料細磨/混合壓塊或成球高溫煅燒冷卻破粉碎篩分備用§3-5莫來石質耐火材料一、燒結莫來石制品（一）原料——合29一、燒結莫來石制品（一）原料——合成莫來石1.燒結法合成莫來石A.配料類型a).天然高鋁礬土+高嶺土b).工業(yè)氧化鋁+粘土c).工業(yè)氧化鋁+硅石d).工業(yè)氧化鋁+高鋁礬土（或“三石”精礦）e).剛玉+硅石●我國生產配方以a)、b)兩種為主。注意使Al2O3的配比量稍高于莫來石的理論鋁含量，以減少剛玉相含量。B.合成工藝路線類型§3-5莫來石質耐火材料一、燒結莫來石制品（一）原料——合成莫來石1.燒結法合成莫30一、燒結莫來石制品1.燒結法合成莫來石B.合成工藝路線類型a).配合料→干混、細磨→成球→回轉窯煅燒b).配合料→濕磨→壓濾→塊體料→回轉窯煅燒c).配合料→干混、細磨→加水練泥→壓成料塊→隧道窯煅燒C.質量影響因素b).配合料的細度：主要影響合成莫來石的燒結溫度。燒結法合成莫來石主要依靠Al2O3與SiO2間的固相反應來完成，提高原料的細度，無疑將加速莫來石的合成速率，以及合成莫來石的燒結程度。a).煅燒溫度：采用純凈的Al2O3與SiO2原料合成莫來石時，一般在1200℃左右即開始形成，到1650℃時反應完成，但此時莫來石晶體發(fā)育不完善，到1700℃以后才能發(fā)育好。故這種情況下，合成莫來石的煅燒溫度應≥1700℃。當采用天然原料配料時，煅燒溫度可稍低些。§3-5莫來石質耐火材料一、燒結莫來石制品1.燒結法合成莫來石B.合成工藝路線類31一、燒結莫來石制品1.燒結法合成莫來石C.質量影響因素c).原料的純度：少量雜質的存在即可降低合成料中莫來石的含量。實驗證明，危害最大的是R2O，它們在高溫下可促使莫來石分解，融入玻璃相。Fe2O3能延緩莫來石化反應的進程。TiO2少量存在時促進莫來石化反應和莫來石晶體生長——部分Ti4+進入A3S2晶格，形成有限固溶體；但大量存在的TiO2會起助熔作用。2.電熔法合成莫來石以工業(yè)氧化鋁（或優(yōu)質礬土熟料）、高純硅石為原料，經(jīng)配料、混合均勻后，投入電弧爐中熔融，再冷卻成莫來石熔塊，然后將莫來石熔塊粉碎、酸洗凈化制成不同粒度的原料使用?！艨刂频墓に噮?shù)主要是：熔融溫度和時間、冷卻速度等?！?-5莫來石質耐火材料一、燒結莫來石制品1.燒結法合成莫來石C.質量影響因素c32一、燒結莫來石制品（二）燒結莫來石制品的生產工藝●無論采用燒結莫來石作原料，還是采用電熔莫來石作原料，燒結莫來石耐火材料的生產工藝過程都與高鋁制品的生產工藝相似。●需要注意的工藝要點是：準確配料（顆粒級配、骨料與細粉之比例）、混合均勻、高壓成型、充分燒結?！駸蓽囟龋翰捎脽Y莫來石作骨料時1550~1600℃；采用電熔莫來石為骨料時＞1700℃。二、熔鑄莫來石制品1.熔鑄莫來石制品的生產工藝過程§3-5莫來石質耐火材料一、燒結莫來石制品（二）燒結莫來石制品的生產工藝●無論采用33二、熔鑄莫來石制品1.熔鑄莫來石制品的生產工藝過程原料配料混合熔融澆注成型冷卻析晶退火冷加工檢驗包裝（1）原料。用以生產熔鑄莫來石制品的原料主要是礬土熟料或工業(yè)氧化鋁、粘土或硅石。（2）配料組成。正確選擇配料組成是制取莫來石含量高、剛玉和玻璃相含量低的熔鑄莫來石耐火材料的首要工藝條件?！?-5莫來石質耐火材料二、熔鑄莫來石制品1.熔鑄莫來石制品的生產工藝過程原料34二、熔鑄莫來石制品1.熔鑄莫來石制品的生產工藝過程（2）配料組成?！裟獊硎倘荏w的組成介于A3S2~A2S之間，鋁硅比(Al2O3/SiO2)介于2.55~3.39（Al2O3:≈72%~78%）之間。另外，實踐證明，接近于A3S2—Al2O3系統(tǒng)低共熔點組成（Al2O3:≈79%）的物系，熔融后的熔液具有較好的流動性，能夠在其冷卻析晶時容易生成均勻細小的晶粒。◆因此，從理論上講，配料組成宜采用偏高的鋁硅比（2.8~2.9）。但是，另一方面，由于高溫下物料中的SiO2會損失一部分，使Al2O3含量相對增多，這樣就有可能使鋁硅比超過3.0。因此，實際生產中，鋁硅比一般控制的偏低些，通常在2.50左右?！?-5莫來石質耐火材料二、熔鑄莫來石制品1.熔鑄莫來石制品的生產工藝過程（2）配35二、熔鑄莫來石制品（2）配料組成。◆高溫下致使SiO2損失的兩個原因：i)高溫下部分SiO2揮發(fā)。ii)部分SiO2被還原劑C還原，進而與金屬鐵化合生成硅鐵（FeSi），從熔液中分離出來：2SiO2+Fe2O3+7C2FeSi+7CO（3）熔融。電弧爐、間歇式作業(yè)；低電壓（150~190V）大電流（1600~1900A）作業(yè)制度。熔融溫度在1900~2200℃之間，能耗約2500~3000KWh/t制品。

■加入的還原劑有兩種選擇：木炭或焦炭。還原劑的加入量視原料中的Fe2O3含量而定，不宜過多。否則會使SiO2被還原的數(shù)量過多，影響莫來石的生成量。另外，為使熔融過程中產生的氣體易于逸出，通常在配料中環(huán)加入適量的木屑。§3-5莫來石質耐火材料二、熔鑄莫來石制品（2）配料組成?！舾邷叵轮率筍iO2損36二、熔鑄莫來石制品（4）澆注。（5）冷卻析晶。澆注用模型由（高純度石英砂+結合劑）制成?！飳τ谌坭T莫來石制品而言，希望其中含盡量多的莫來石晶相，少含玻璃相和剛玉相，且析出的莫來石相呈纖維狀或細晶結構，因此，冷卻速度的控制極為重要。研究表明，當所用原料很純、物系中只有Al2O3和SiO2時，形成的莫來石為一致熔化合物，則熔體析晶時會直接析出莫來石、而不會析出剛玉。E1E2CSMAL+ML+MS+MA+M§3-5莫來石質耐火材料E1E2CSMAL+ML+MS+MA+M二、熔鑄莫來石制品（4）澆注。（5）冷卻析晶。澆注用模型由（37二、熔鑄莫來石制品（5）冷卻析晶。當物系中除了Al2O3和SiO2外，還有一定量的熔劑時，莫來石即成為不一致熔化合物，則熔體析晶時將首先會析出剛玉、而不會析出莫來石。待溫度降至1750~1800℃以下時，莫來石才會開始析出。ECSMAL+MS+MA+MPQtqtpL+A●所以，應盡量縮短熔體由tq冷卻至tp的時間。而在tp以下，則要緩慢冷卻，甚至在tp時進行適當?shù)谋?，以便使先前析出的剛玉晶粒與液相作用，形成莫來石：Lp+AM§3-5莫來石質耐火材料二、熔鑄莫來石制品（5）冷卻析晶。當物系中除了Al2O3和S38二、熔鑄莫來石制品（6）退火◆退火處理的必要性◆退火處理工藝自退火：利用鑄模自身外部的隔熱層減緩鑄件的冷卻速度外部供熱退火：采用隧道窯式退火爐退火◆退火范圍：1800~1100℃◆冷卻速度：60~70℃/h（7）冷加工?！舯匾裕耗Ｐ统叽缜窚蚀_；鑄件上下收縮不一致，上面收縮大；表面皺折不光滑等?！艏庸し椒ǎ翰捎么至＝饎偸拜喦懈睢⒋蚰?。§3-5莫來石質耐火材料二、熔鑄莫來石制品（6）退火◆退火處理的必要性◆退火處理39§3-6剛玉質耐火材料緒言1.概念：Al2O3含量＞90%的高鋁制品。2.分類依生產工藝分為兩類燒結氧化鋁制品電熔剛玉制品一、燒結氧化鋁制品生產工藝過程：原料預燒熟料細磨酸洗水洗配料混合均勻成型檢驗包裝干燥（備用）干燥燒成外加劑燒結助劑§3-6剛玉質耐火材料緒言1.概念：Al2O3含量＞40一、燒結氧化鋁制品1.原料預燒：燒結氧化鋁制品所用的原料是工業(yè)氧化鋁（γ-Al2O3）。由于γ-Al2O3

α-Al2O3伴有較大的體積效應（≈15%），因此，需要對原料γ-Al2O3進行預燒（1350~1600℃）。◆

另外，γ-Al2O3很難燒結，因此，通常可加入1~3%的硼酸（H3BO3）作為燒結劑。硼酸的加入作用有三：①加速γ-Al2O3向α-Al2O3轉化并促進燒結過程，即縮短預燒時間；②降低預燒溫度；③提高原料純度——原料中的有害雜質Na2O將與H3BO3作用，生成揮發(fā)性化合物硼酸鈉逸出。2.成型：成型方法主要根據(jù)制品的質量要求、形狀、大小等因素確定。常用成型方法有：2.1注漿法——用于薄壁、中空制品及形狀復雜制品的成型。2.2擠壓法——可塑法，用于小件、形狀復雜的制品成型。2.3機壓法（或搗打法）——適用于大型制品成型3.燒成：燒成溫度在1600~1800℃之間選擇?！?-6剛玉質耐火材料一、燒結氧化鋁制品1.原料預燒：燒結氧化鋁制品所用的原料是41二、再結合燒結剛玉制品1.概念：以燒結氧化鋁（即燒結剛玉）為骨料，以剛玉細粉為基質進行配料，經(jīng)成型、干燥、燒結而成。主要分兩種：高純燒結剛玉制品、普通燒結剛玉制品。燒結剛玉顆粒料配料混練困料成型檢驗包