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硅莫砖产品性能介绍_厂家直销

发布者:耐火砖厂 发布时间:2019-03-20 17:09:15

  硅莫砖中的“硅”指碳化硅,“莫”指莫来石,其实,硅莫砖是以高铝矾土、碳化硅为主要原料,通过烧结制出的耐火砖。本质上,硅莫砖只是一种添加了碳化硅的高铝砖。其中,一些产品可能掺有莫来石、“三石”、刚玉等耐火原料。

 

  硅莫砖

 

  碳化硅在超高温、强还原条件下,由碳和二氧化硅发生反应合成。合成的特点是碳粒不动,SiO2和中间物质(SiO、Si)先变成气相再和碳接触并发生反应。

  

  我国研究比较多的是纯刚玉碳化硅制品。刚玉硬度大(莫氏硬度为9.0~9.2),耐磨性好,但结合强度不如莫来石碳化硅制品及莫来石刚玉碳化硅制品。纯刚玉碳化硅制品,靠SiC氧化产生的SiO2与基质中的Al2O3反应形成莫来石结合。根据研究,刚玉碳化硅制品中SiC含量为10%?20%时,制品的各项质量指标较好。SiC含量过高,不利于成型,砖坯性能下降,而且生产成本提高。靠SiC氧化形成的莫来石提高制品的结合强度也不合适,因为生产过程要尽量保护SiC不被氧化,发挥SiC在制品中的作用,提高制品的耐磨性、抗热震性等,因此纯刚玉碳化硅制品的结合相有限,烧成温度较高,制品的成本与使用寿命不成正比。我国天然高铝矾土得天独厚,特级和一级高铝矾土熟料是由刚玉莫来石及少量玻璃相组成,用高铝矾土熟料与碳化硅为主要原料生产的高铝碳化硅制品曾经在冶金、电力系统应用。硅莫砖也是用高铝矾土熟料与碳化硅配料制成的产品,与冶金系统的高铝碳化硅砖没有多大差别。

  

  碳化硅对高铝砖性能的影响

  加入碳化硅后,可以大幅改善高铝砖质的耐磨性、抗热震性、荷重软化温度和抗侵蚀性,制造出综合性能优越的新型耐火砖。

  

  碳化硅的莫氏硬度高达9.5。在高铝砖中加入碳化硅,就提高了耐火砖的硬度。这样,当磨粒和耐火砖接触时,就限制了磨粒凿入耐火砖的深度,减少了磨粒在耐火砖表面滑动时从耐火砖表面切割下一定物质的可能,从而提高了耐火砖的耐磨性。碳化硅具有很高的热导率[84W/(m?K)]和适中偏低的热膨胀系数(4.7×10-6/K)。在高铝砖中加入碳化硅,则提高了材料的热导率,降低了材料的热膨胀系数。从而,可以显著改善高铝砖的抗热震性。

  

  碳化硅氧化后形成SiO2和CO,SiO2再和Al2O3反应形成莫来石。这两个反应都伴随很大体积增加。反应产物莫来石也具有良好的高温性能。所以,适量加入碳化硅有助于补偿耐火砖的重烧收缩,提高荷重软化温度和抗蠕变性。

  

  早期,西方国家的技术人员认为水泥窑中高铝砖的上限使用温度为1300~1350℃。如果超过1300℃,水泥熟料中的CaO和耐火砖中Al2O3、SiO2反应形成的富含CAS2、C2AS产物将被烧流,失去保护的耐火砖将很快损毁。因此,水泥窑高温带包括烧成带和过渡带都需要使用碱性砖。目前,这一观点因中国人发明了硅莫砖而需要作出修正。

  

  加入碳化硅后,改变了高铝砖的侵蚀机理。这一改变起因于SiC的氧化。

  第一,硅莫砖表面的SiC氧化成SiO2,堵塞了砖表面的气孔,使砖内气氛变为还原态。

  第二,硅莫砖内部的SiC活化氧化,形成的SiO气体扩散至耐火砖表面,进一步氧化形成SiO2。

  第三,新生的SiO2与其他物质一起形成了高黏度的玻璃相,封堵了气孔,减缓了氧的进入,维持了砖内的还原气氛。所以,当硅莫砖表面原有的高黏度玻璃相保护层被侵蚀减薄后,氧气进入硅莫砖,砖内部的SiC发生活化氧化,产生的SiO气体又在耐火砖表面氧化成SiO2,建立起新的保护层。如此循环往复,就大幅度地减慢了耐火砖的侵蚀,提高了耐火砖的寿命。

  

  硅莫砖的品种和性能

  硅莫砖是一种高铝碳化硅质耐火砖。若在硅莫砖中再添加不同的特种耐火原料,还可以继续提高硅莫砖的某些性能,也就可以将改性后的硅莫砖分成不同的子类。例如,在硅莫砖制砖料中用一部分红柱石代替矾土,可以制出硅莫红砖。硅莫红砖除具有良好的耐高温、耐侵蚀性外,还具有比硅莫砖更好的抗热震性。

  

  目前的硅莫砖在国内大型水泥回转窑上得到广泛应用,以60M长的回转窑为例,除了长约20M的烧成带用直接结合镁铬砖以及前后结口各0.8M左右的浇注料外,其余部位可采用不同牌号的硅莫砖。

  

  经使用后,用户的昔遍反映是硅莫砖的抗热震稳走性好,高温强度好,使用过程中抗侵蚀,不剥落,不断裂,  使用寿命明显延长。其原因为水泥回转穿过渡带的砖面温度为1400℃左右,而硅莫砖的荷重软化开始温度在1500℃以  上,足以抵抗高温冲击,加上制品结构致密,抗侵蚀和耐磨性特別好,是过渡带的理想砖种。加上该砖种抗热震稳走性好、热导率不高,正是后过渡带工艺特性所要求的,使用寿命是抗剥落砖的1.5——2倍。由于耐磨性好、热稳定性好,所以该砖种也适合在冷却带使用,寿命可达两年以上,是传统高铝砖使用寿命的3——5倍。在次烧成带和过渡带改用硅莫砖后,窑的使用寿命长达15个月,提高了水泥热料的产量和质量。

  

  对如何进一步提高硅莫砖的高温强度和抗热震稳定性继续在研究。例如在硅莫砖中适量引入锆英砂,在高温烧制中,ZrO2晶型转化中产生的微膨胀在刚玉、莫来石晶体间产生微裂纹,能消除热应力,从而提高制品的抗热震稳定性,使用中不易产生剥落和掉片,还能提高抗侵蚀能力,从而进一步提高使用寿命。此外在高铝材质中适当加入硅线石、红柱石,蓝晶石,利用其在高温下的膨胀性提高制品的抗蠕变性和高温强度,而且能提高抗热震稳定性。所以本公  司在硅莫砖为主导产品的基础上,已开发出锆莫砖,加入了“三石"系列的改性硅莫砖等也可投入批量生产。

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