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高铝砖会产生裂纹的原因分析

时间:2018-03-29     作者:凯瑞得窑炉【原创】   阅读

  高铝砖是常用的耐火砖品种之一属于硅铝系列耐火材料,也属于是中性耐火砖常用于各种大中型热工窑炉设备,或是冶炼型窑炉,按照GB/T2988-2012分为:LZ-80、LZ-75、LZ-65、LZ-55、LZ-48共5个牌号。在高铝砖的生产过程中,因为产品表面和内部产生裂纹而造成的废品类型。所以就要分析造成高铝砖裂纹的各种原因并进行调整改善,来降低高铝砖裂纹发生的钙铝,提高高铝砖产品的合格率。

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一:凯瑞得窑炉对造成高铝砖产生裂纹的原因分析

 1.1 原料原因

  生产高铝砖用的主要原料高铝矾土熟料的杂质(特别是K2O和Na2O)和烧结程度会使制品表面产生裂纹。烧结不良的熟料在制品烧成过程中继续收缩且不均匀,引起制品开裂和产生裂纹;同时,在制品的烧成过程中,烧结不良的熟料本身的二次莫来石化(3a—AL2O3+2SiO2→3AL2O3·2SiO2,1200~1500℃)仍在继续进行,二次莫来石化主要是指高铝砖生产中结合粘土的SiO2与高铝熟料的AL2O3反应生成莫来石,并伴随体积膨胀(约10%),造成制品收缩不一致,导致了制品表面裂纹数量的增多和开裂程度的加大。

  改善措施:高铝砖的主要矿物相组成为莫来石、刚玉和玻璃相。随着制品中AL2O3含量的增加,莫来石和刚玉相的数量也增加,玻璃相相应减少,制品的耐火度和高温性能随之提高。实际生产高铝砖时,要注意所用的高铝矾土熟料的杂质含量进行控制,按照YB/T 5179-2005(高铝矾土熟料)的要求,K2O和NaO 含量<0.35%~0.6%,尽量采用杂质含量低和烧结程度好的原料进行生产。

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 1.2 泥料原因

  泥料中的临界颗粒尺寸、细粉加入量、泥料的混合质量都会影响高铝砖半成品产生裂纹。如基质料一般由细粉组成,烧成过程中产生收缩,而颗粒一般是产生膨胀,两者之间产生较大的变形差而引起内迎来,从而使制品产生裂纹。

 1.3 成型原因

  高铝砖成型通常采用300T以上摩擦压力机或自动压砖机成型。由于制品砖型、成型磨具、布料不均、操作和压力等原因造成的裂纹,最大特点是规律性强,裂纹的深度、位置方向基本一致。

  砖型的原因:由于不同砖型采用不同的模具进行压制,带孔、舌、槽或拐角的模具结构设计不合理,舌槽较多且多模帮面上不易成型,且两侧模帮均为活板, 出模后极易导致裂纹的产生。

  成型模具设计不合理:由于成型模具设计缺少排气槽、排气孔,砖坯成型出模时易出现裂纹。

  布料不均匀的原因:布料不均,易使高铝砖砖坯边部与中间部位等的密实不同,坯体在干燥过程中,因四周的密实度低于中间,边部温度高于中间温度而导致边部水分蒸发快,中间水分蒸发慢,形成边部脱水率大于中部的状况,当边部脱水收缩过快时,坯体边部即产生裂纹。

  成型操作和成型压力的原因:成型操作时,“短程过快”“满程狠打”,虽然大部分气体被排除,但仍有一小部分气体被压缩未被完全排出,档次压力超过砖坯的断裂强度,就会造成砖坯产生内部横向裂纹。

 1.3 烧成原因

  高铝砖的烧结是液相烧结,液相的形成温度和液相量,烧成时的升温速度、气氛条件、坯体在烧成过程中产生的收缩以及二次莫来石化合刚玉再结晶作用会导致不一致收缩,使制品表面产生裂纹。

  预热带裂纹:干燥后的砖坯进入焙烧窑后仍有两种水分需要缓慢排除,一是自由水,及干燥后的残余水分都会导致制品的表面产生网纹。焙烧窑预热带产生的炸纹多发生在砖坯的大面、中部,裂纹处粗糙,深度达,坯垛干燥不好的部位(背风面、中下部)最严重

  烧成带裂纹:在烧成过程中发生的收缩以及二次莫来石化反应和刚玉再结晶作用会导致不一致的收缩,使制品表面产生裂纹。由于烧成过程中的化学变化而导致的裂纹很难避免,可以使反应物均匀分散,不至于局部膨胀过大或过小而使裂纹加剧。实际烧成化学变化而产生的膨胀是有利的,如莫来石的形成,可以抵消高温制品的收缩,保持体积的稳定。

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  二次莫来石化一般开始于1200℃,1400℃~1500℃时反应完成。这个反应是高岭石形成莫来石(一次莫来石)时析出来的二氧化硅和刚玉反应而成成的莫来石,称为二次莫来石相,同时有10%左右的体积膨胀。一般来说,二次莫来石量少,则反应温度偏低。

  冷却带裂纹:冷却过急产生的裂纹较细、较直,裂纹处比较平滑,有的外观不明显,属于暗纹,敲击有哑音,坯垛边部,迎风面较其他部位严重。

  高铝砖产生裂纹的原因是多方面的,可是有一种或者几种因素共同作用,但从实质上来分析,主要由于应力的作用超过高铝砖本身承受的应力才导致裂纹的发生。实际生产过程中由于制品物理化学变化而产生的微裂纹有时对制品提高抗热震性能是有益的,就要根据造成高铝砖裂纹的各种因素来进行分析,作出改善提高制品的成品合格率。

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