高铝耐火砖装砖及蠕变断裂机理介绍

高铝耐火砖装砖

目前，我国高铝耐火砖原料的燃烧质量大部分不高。用这种原料生产的一级高铝耐火砖和二级高铝耐火砖坯，因烷成时收缩较大，其装砖高度一般只有800—850毫米；又因一级高铝耐火砖和二级高铝耐火砖的烧成温度比较高，在制订高铝耐火砖的装砖图时，为了减少隧道窑内的气流阻力，要求砖垛的气体通道面积比烧成粘土砖、硅砖时都要大。河南耐火材料厂在隧道窑内烧成一级高铝耐火砖和二级高铝耐火砖时，装砖高度为780—830毫米，一般分为4—5个砖垛，每个砖垛宽约235—300毫米，砖垛的有效通道面积为50—54%，外部通道面积和内部通道闭积的比为1.2—1.4，每辆窑车的装砖量为3—3.5吨。综合成品率为95％以上。

在隧道窑内烧成三级高铝耐火砖时，装砖高度可达1米，砖垛的有效通道面积为45—48％，外部通道面积和内部通道面积之比为1.5—1.8。砖垛全部采用平装，这种装砖方法有利于减少砖垛下部砖坯的变形，但在烧成尺寸较大的砖坯时易出现“黑心”现象。

总之，在制订高铝耐火砖的装砖团时应特别注意其装砖高度，如果原料的燃烧质量良好，砖坯烧成收缩小，则侧装高度可略加提高。有些厂烧成高铝耐火砖隧道窑的净空高度达1.2—1.3米，为了适应一级高铝耐火砖和二级高铝耐火砖装砖高度的这种特殊要求，可在砖垛的下层垫上一层废旧耐火砖，生产实践证明，采取这种措施也有利于消除砖块低层砖坯出现的欠挠现象。

烧成高铝耐火砖的小断面隧道窑和大断面隧道窑的装砖参数也说明，随着隧道窑断面的变小装砖且大幅度减少，而窑墙和窑顶的热损失都变化不大，团此要求小断面隧道窑砖垛的气体有效通道面积和外部通道面积与内部通道面积之比的比值要比大断面隧道窑大。                

高铝耐火砖的蠕变断裂机理

高铝耐火砖另一种非线形断裂是在高温下变形时遇到的蠕变破坏。在这些条件下，纯耐火氧化物材料的变形主要来自晶界滑移。对于小的形变来说，晶界滑移速度比例于剪应力；而对于较大的形变来说，由于晶界是不平整的，其几何不整合性将导致邻近晶粒间咬合。当晶界发生迁移以调整这种不规则性时，晶界滑移速率将会降低。于是，在晶界区域形成高的张应力，从而导致裂纹及气孔成核。当拉伸继续下去时，小气孔将会扩大。在多晶材料中，该过程则是一种体积扩散过程。在具有黏性晶界相的材料中，气孔长大的机理可能是晶界相中的黏滞流动。

气孔增大的后果是会导致横截面上的固相面积减小，单位面积的应力增大，随之产生断裂直至毁坏。粒状结构的多孔高铝耐火砖在高温使用中的蠕变断裂形式，它是取自平炉顶上应用的镁铝砖在过热条件下使用后残砖磨光照片的实际例子。图中表明气孔在自身重量作用下从冷端到热端逐渐增大的情况，在继续经受自身重量作用时便产生与工作面几乎平行的裂隙（断裂）。

含有液相高铝耐火砖中的蠕变断裂，通常是由于扩散的结果。因此，高铝耐火砖的蠕变断裂现象随着温度不同会产生差异，蠕变速度随温度变化的关系。在大于1500℃时曲线倾斜度不同，表明在该温度液相开始急剧形成的事实。由于蠕变断裂是扩散的结果，因而不能测到确切的蠕变强度，但随着应力和温度的提高，断裂所需要的时间都会缩短。这种情况表示实验数据的有效方法是蠕变-断裂曲线。如果用断裂前时间的对数对作用应力作图，可得一直线，该直线可恰当地表示高铝耐火砖蠕变-断裂过程发生范围内的数据。过热导致镁铝砖高温蠕变断裂路径的实际例子。

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