铝硅系原料种类对钙长石质隔热耐火材料性能的影响

为优化制备钙长石质隔热耐火材料用铝硅系原料,以绿色无污染的高岭土、蓝晶石、红柱石和硅线石为铝硅系原料,工业CaCO_(3)为CaO源,采用发泡法结合原位反应烧成工艺,经1350℃保温3 h后获得了钙长石质隔热耐火材料。研究了铝硅系原料种类对合成材料物理性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:不同铝硅系原料所制试样均生成了六边形片状钙长石,并存在少量莫来石和刚玉。试样的体积密度按使用高岭土、红柱石、蓝晶石、硅线石为铝硅系原料的次序依次降低,显气孔率依次升高,热导率依次降低;以高岭土为铝硅系原料所制试样的孔壁中钙长石晶体结合紧密,赋予其较佳的耐压强度,以蓝晶石、红柱石及硅线石为铝硅系原料时,试样的耐压强度依次减小,因为孔壁上钙长石晶体间结合程度逐渐减弱。综合考虑,以蓝晶石为铝硅系原料所制试样的综合性能最佳,其显气孔率、热导率和常温耐压强度分别为84.6%、0.141 W·m^(-1)·K^(-1)和1.89 MPa。

铝硅系耐火原料与碱蒸气反应侵蚀行为

近年来,污泥、生活垃圾作为水泥生产的部分燃料应用于水泥生产,造成水泥窑炉衬材料硅莫砖的严重碱侵蚀破坏和剥落,影响水泥窑的稳定运行。采用碱蒸气法系统研究了水泥窑硅莫砖用高铝矾土、莫来石(M60)及莫来凯特3种铝硅系耐火原料抗碱蒸气侵蚀行为。结果表明:3种铝硅系耐火原料的碱蒸气侵蚀行为,与原料中的化学成分、玻璃相含量和成分及其显微结构等密切相关。对于以刚玉、莫来石为主的高铝矾土,碱与刚玉、莫来石晶相发生反应形成钾霞石,产生体积膨胀,使得高铝矾土表面先发生疏松和开裂,后碱蒸气渗入颗粒内部,造成严重碱侵蚀破坏;而对于以莫来石为主的莫来石(M60)原料,碱与莫来石和玻璃相发生反应,形成瞬间液相并析出白榴石相,形成的液相阻止了碱的渗透,使碱侵蚀仅发生在表面层而表现出优良的抗碱侵蚀性能。而莫来凯特原料中晶相莫来石与玻璃相含量相当,玻璃相含量高达46%,其与碱蒸气发生化学反应形成更多的液相,同时析出白榴石相,因氧化钾反应溶解在该原料玻璃相中,造成原料整体性侵蚀破坏。