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新疆耐火材料最常用的六大類原材料都有哪些?

來源:http://www.wzllq.com/news812869.html時間:2022-5-24 14:22:00

新疆耐火材料最常用的六大類原材料都有哪些?

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耐火質料是指出產耐火資料產品所必需的資料。它是出產耐火資料的根底。耐火質料大部分是天然礦藏(如耐火黏土、高鋁礬土、硅石、鉻礦、菱鎂礦、白云石、鎂橄欖石、鋯英石、藍晶石、硅線石、紅基石等),跟著對耐火資料歸納功能要求的不斷提高,耐火資料出產中也越來越多地運用工業質料和人工合成質料(如工業氧化鋁、合成莫來石、人工耐火纖維、人工耐火空心球等)。耐火制品的質量好壞和成本凹凸,在很大程度上取決于對質料的正確挑選和合理運用。

耐火質料按化學性質可分為酸性耐火質料、堿性耐火質料和中性耐火質料;按來歷可分為天然礦藏質料和人工合成質料;一般狀況下,人們把出產耐火資料的質料分為首要質料、輔佐質料等。

用以出產耐火制品的質料,不論是天然礦藏質料還是人工合成質料,從礦藏學觀點看,有必要具有出產產品所達到的足夠高的耐火度;從工藝學觀點上看,要能滿意工藝的基本要求;從用其制得的產品功能上看,應能滿意制品的運用功能,特別是高溫運用功能的要求。

通常將耐火質料分為鋁硅系耐火質料(硅質、黏土質、高鋁質等)、堿性耐火質料、隔熱耐火質料和其他耐火質料。

一、硅質質料

由于石英變體的體積效應,硅磚也是用硅石直接制磚的,硅石是脈石英、石英巖、燧石和砂巖等的統稱。硅石中的首要成分是SiO2,其他均屬雜質成分。耐火資料用的硅質質料有結晶碎石和膠結硅石兩大類。
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表1 耐火資料用硅石的分類和特性


二、黏土質質料

耐火黏土是出產硅酸鋁質耐火資料的首要質料,其耐火度要求高于1580℃的各種硬質黏土、軟質(半軟質)黏土和黏土頁巖,人們統稱為耐火黏土。

天然的耐火黏土,通常是以黏土礦藏首要是高嶺石(Al2O3 2SiO2 2H2O)為其首要成分,即以含水硅酸鹽為主體,并攙雜有游離的石英、黃鐵石、金紅石及有機物等構成的混合物。此種非單一礦藏,大部分是由直徑小于1.2μm的顆粒構成的渙散體。

依據黏土的生成狀況不同,可分為:原生黏土和次生黏土。原生黏土是指母巖(如長石)經風化后構成黏土,仍殘留在原地。次生黏土又稱漂積黏土,它是由原生黏土在天然動力條件下轉移到其他地方再堆積下來的黏土,其粒度細小,渙散度大,可塑性高。

耐火資料工業上運用的耐火黏土,首要有以下兩大類。

① 硬質黏土其特點是安排細密、硬度大,顆粒極細,遇水不易渙散,可塑性很低。此類黏土外觀常呈淺灰色、灰白色或灰色。貝殼狀斷口,有的表面有滑膩感,易風化破碎成碎塊。

② 軟質(半軟質)黏土常呈土塊狀,安排松軟,可塑性較好。這種黏土的顏色,由于雜質的品種和含量不同,差異很大。從灰色、深灰色,直到黑色;也有的呈紫色、淡紅色或白色。

三、高鋁質質料

(1) 鋁土礦

鋁土礦是出產棕剛玉的首要質料,Al2O3含量88%90%的高鋁熟料是亞白剛玉的首要質料;出產白剛玉、細密剛玉等用氧化鋁做質料。鋁土礦亦稱高鋁礬土或鋁礬土,首要礦藏是水鋁石(Al2O3 H2O)和三水鋁石(Al2O33H2O)。


我國高鋁礬土的儲量極為豐厚:產地從黃河以北的山西、河北和山東,穿過中部的河南和廣西,直至西南的貴州和云南。目前出產高鋁礬土熟料的首要產地在山西、河南和貴州。在湖南也有一些規劃較小的礦在開發中。我國高鋁礬土首要礦藏為水鋁石、勃姆石、高嶺石和葉蠟石,可按其礦藏組成,分為三品種型:水鋁石-高嶺石型 (DK);勃姆石-高嶺石型(BK);水鋁石-葉蠟石型(DP)。而目前DK型高鋁礬土運用最為廣泛,DK型高鋁礬土熟料按其Al2O3含量分為S、Ⅰ、ⅡA、ⅡB、Ⅲ等。

(2)燒結剛玉和電熔剛玉

人工出產剛玉是選用工業氧化鋁或高鋁礬土為首要質料,在電弧爐中熔融制得。除此之外,還可用燒結法制得剛玉板狀氧化鋁。此法仍是以工業氧化鋁粉為首要質料,經煅燒、細磨、成球和燒成制得。此種辦法出產技能難度大,但產品的強度高, 抗侵蝕能力強,熱震安穩性好。所謂“亞白剛玉”實際上是高鋁礬土基的細密電熔剛玉,Al2O3含量大于98%,顯氣孔率小于4%;是在還原氣氛和操控條件下電熔由高鋁礬土制成的。剛玉結晶為粒狀,一般為115mm;首要雜質為金紅石、鈦酸鋁及其固溶體。


(3)莫來石

莫來石是以3Al2O32SiO2結晶相為首要成分的耐火質料。莫來石分為天然莫來石和人工合成莫來石兩類。天然莫來石很少,一般選用人工合成。莫來石化學性質安穩,不溶于氫氟酸。具有杰出的高溫力學、高溫熱學功能,因而,合成莫來石及其制品具有密度和純度較高、高溫結構強度高、高溫蠕變率低、熱脹大率小、抗化學侵蝕性強、抗熱震等長處。

(4) 硅線石族礦藏

硅線石族礦藏有藍晶石、紅基石、硅線石,俗稱“三石”。三石的化學組成相同,但晶體結構不同,屬同質異晶體。加熱到高溫,均轉化為莫來石,生成少量熔融態SiO2,一起伴隨體積脹大。

由于三石加熱脹大的巨細不同,其直接利用程度也不一樣。由于紅基石體積變化小,無論是用它制磚,還是作為添加物,都是直接用生料。而硅線石、藍晶石往往是以脹大劑形式加入配猜中,特別是更多的用于不定形耐火資料。而用來制磚就要煅燒熟料了,尤其是藍晶石有必要煅燒成熟料。

四、堿性耐火質料

4.1鎂質質料

(1)菱鎂礦

我國菱鎂礦首要有兩品種型:晶質菱鎂礦和非晶質菱鎂礦。我國菱鎂礦首要散布在遼寧和山東兩省,菱鎂礦首要雜質是滑石,也有一些菱鎂礦含新疆耐火材料有較高的CaO,其次礦藏為白云石,我國菱鎂礦依據化學成分可分級為S、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ五個級別,只要S級和 I級用于煅燒制磚鎂砂。


用兩步浮選法和二步煅燒法制備高純鎂砂,以此辦法制備的高純鎂砂為質料,可以開發多種高功能的耐火資料制品。

(2) 其他含鎂礦藏

在鎂質耐火資猜中的鎂橄欖石制品,其首要礦藏組成是鎂橄欖石(2MgO·SiO2)和方鎂石(MgO)。這種制品的特點是抗熔融氧化鐵的能力較強,熱震安穩性優于一般鎂磚。出產此種制品的首要質料是橄欖巖和蛇紋巖。

4.2白云石質質料

白云石是以碳酸鎂(MgCO3)和碳酸鈣(CaCO3)的復鹽為首要成分的耐火質料,其化學式為CaMg(CO3)2或MgCO3 CaCO3,其理論組成為CaO3 0.41%、 MgO2 1.87%、CO2 47. 72%。CaO/MgO = 1.39、硬度為3.54。

我國白云石質料豐厚,散布廣泛,且比較純潔。遼寧大石橋一帶儲量十分豐厚。山東、湖北、陜西、廣西、甘肅、江西、安徽、四川、云南、湖南等省均有豐厚的礦源。此礦體常與石灰石和菱鎂礦共生。

五、鋯質制品用質料

(1)鋯英石

鋯英石(ZrO2·SiO2或ZrSiO4)是出產鋯質制品和鋯英石制品的首要質料,我國鋯英石產地是海南省。廣東省、廣西壯族自治區、山東省、福建省和臺灣省等地均有散布。

鋯英石的理論組成為ZrO2 67. 01%、SiO2 32. 99%。它常常含有TiCfe和其他微量稀土 氧化物,由于這些元素的存在,使其具有不同程度的放射性。因而在運用此質料出產制品時,應當有必要的防護辦法。

鋯英石的熱導率較低,201000℃間為3.72W/(m.K)。鋯英石的脹大系數與其他晶相比較也較低,在1000℃時為4.6X10-6℃,其單晶在垂直和平行主軸(C軸)的兩個方向上的脹大系數有較大差異。鋯英石的化學慵懶高,難與酸產生反響。與玻璃熔體在較小的程度上產生反響,它常用于冶金和玻璃工業用耐火資料。

(2)斜鋯石

天然的斜鋯石(ZrO2新疆耐火材料)常呈不規則塊狀,黑色、褐色、黃色或無色。我國天然的斜鋯石礦體很少。工業上運用的ZrO2,屬化工質料,是由鋯英石(ZrO2·SiO2) 選用化學辦法制得的白色或微黃色粉末。


純的ZrO2在常壓下共有三種晶型:從低溫到高溫依次為單斜相、四方相和立方相。

安穩的ZrO2,依其安穩程度的不同,又有部分安穩的ZrO2和全安穩的ZrO2之分,由于全安穩的ZrO2的熱脹大系數較大,其熱震安穩性不及部分安穩的好,故后者常用來做陶瓷和耐火資料的增韌資料。

(3) 脫硅鋯

國外在熔鑄鋯剛玉(AZS)耐火資料的制造中,除了選用鋯英石精礦外,大多加 入一定數量的“脫硅鋯”質料,其目的:一是調整與安穩配方;二是改進與優化產品 功能。

(4) 鋯剛玉莫來石

原始質料為工業氧化鋁、高嶺土和鋯英石,它們細磨混合均勻,半干法壓球并在 3001700℃下煅燒,即可制得這種資料。研究表明,增加鋯英石含量會導致提高燒 結溫度,削減總收縮量,增多封閉氣孔,這些反響使燒結鋯剛玉莫來石具有較高的密度和強度以及較好的抗熱震安穩性。


六、鉻質制品用質料

出產鉻質(鉻磚、鉻鎂磚、鎂鉻磚)耐火資料的首要質料之一是新疆耐火材料鉻礦或鉻鐵礦。鉻鐵礦是多種礦藏的混合物,因其礦藏成分波動較大,在化學成分和物理性質方面變 化也大。它通常由鉻質晶粒的脈石礦藏構成。這些脈石礦藏通常是鎂質硅酸鹽,如蛇紋石、鎂橄欖石和橄欖石等。在鉻鐵礦中除Cr2O3外,還存在Al2O3、Fe2O3和 MgO等,一般的鉻鐵礦,由于鎂和鐵的存在,常以(Mg, Fe) Cr2O3表明。


以上為常用耐火質料,跟著耐火資料技能的推陳出新,其原資料的品種也更為繁復,尤其是近年來,由于環保問題及原礦資源等一系列原因,不斷研制出功能更好的人工合成資料以及更為環保的資源再生原資料(如氮化硅鐵、塞隆等)。

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