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粘土耐火砖

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粘土耐火砖是以耐火黏土为原料生产的耐火制品。在工业上使用十分广泛。粘土耐火砖分为普通粘土耐火砖、多熟料粘土耐火砖、全生料粘土耐火砖和高硅质粘土耐火砖等品种。

粘土耐火砖是偏酸性的耐火材料,随着砖中Al2O3含量的增加其酸性逐渐减弱。它的热导率是所有耐火材料中最低的。其耐火度虽然高达1700°C,但荷重软化温度只有1300°C左右,这是粘土耐火砖的最大缺点,因此在高温使用时不能承重、不能受压。当其受到大量R2O侵蚀时,其软化温度还要进一步下降到1050°C左右,所以只能用在池壁的下部或池底温度较低处。粘土耐火砖的热膨胀率是常用耐火材料中最小的。同时由于粘土耐火砖结晶细小、气孔小而分布均匀,使应力较容易得到缓冲,因此在很大范围内抗热冲击性强。蓄热室下部温度较低处格子砖、烟道及日用玻璃池炉上供料机附近的耐火材料配件如冲头、料碗等要求抗热冲击性好的地方,可以充分发挥作用。

粘土耐火砖制造方法较多,可以手工成型、捣打成型、挤压机成型、泥浆浇注成型和三力机高压成型等。不同的成型方法,制品的性质有很大差别。即使是化学成分、原料种类完全相同,也会由于其成型方法不同造成砖的性质不同。根据不同的使用部位采用不同的成型方法。蓄热室格子砖,用砖尺寸小,用高压压力机成型制品为最好;对于大型的池壁砖、料槽砖等使用真空排气的泥浆铸造法最好;而对尺寸要求精确的制品用捣打法成型较好。

耐火材料物质结构的层次性

通常情况下需要将耐火材料的结构分为纳观、微观、细观和宏观结构四个层次。

耐火材料纳观结构的标尺长度为纳米(nm或l0-9m)。纳观结构领域主要研究耐火材料中晶体、晶界和玻璃体的结构。纳观结构在很大程度上决定了耐火材料的本质,极大影响耐火材料的真密度、热膨胀、比热容、导电性以及抗侵蚀、抗水化、耐真空性等很多重要性质。

耐火材料微观结构的标尺长度为微米或(um或10-6m)。微观结构领域是耐火材料工艺的主要研究内容之一。在微观结构领域,主要研究耐火材料的骨料和基质中,主晶相、结合相、气孔相、玻璃相或杂质的组织形式,各相数量多少、 尺寸大小、分布宽窄、形貌特征以及结合方式对性能的影响。对于同种耐火材料,显微结构的差异常常对性能有着决定性的影响。

耐火材料细观结构的标尺长度为毫米(mm或l0-3m)。细观结构也是耐火材料工艺研究的主要内容。在细观结构领域,主要研究粗骨料、细骨料以及基质的种类、品质、数量、粒度和分布对耐火材料性能的影响,通过选择或调整工艺参数来最大限度发挥耐火原料的特性,改进耐火材料的性能。

耐火材料宏观结构的标尺长度为米(m)。宏观结构是耐火材料应用技术的主要的研究内容,也是耐火材料工艺人员需要掌握的内容。宏观结构主要研究合理地设计、砌筑、使用或维护窑衬,通过减轻窑衬的工作负荷和提高隔热效果。以最大限度发挥现有耐火材料的功能。

耐火材料是一种十分复杂的无机非金属颗粒复合材料。耐火材料的物理化学性能、损毁机理、使用寿命都可以通过调控其化学成分、组织结构加以改变。水泥行业的科技人员主要通过选择现有耐火材料,合理设计窑衬结构,改善窑衬的砌筑和使用来提高耐火材料的寿命。

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