高铝质耐火材料的矿物组成及性能特点介绍

高铝质耐火材料的矿物组成，随着原料中Al203的含量不同而不同。一般根据高铝砖中Al203含量的不同，可分为三级高铝砖：一级含Al203大于75％；二级为75—60％；三级为60—48％。因此，根据高铝砖的化学成分和矿物组成不同，高铝砖又可分为莫来石砖、莫来石一刚玉砖、刚玉一莫来石砖和刚玉砖。根据A1203和SiO2含量的不同，结合Al203-SiO2系统状态图可以看出，三级高铝砖在高温下稳定的矿物为莫来石，而多余的硅酸则和原料中的低熔点杂质组成硅酸盐玻璃。在高温下，这些物质就变为液相。同时，从图中可看出，其生成液相的温度约为1800℃，但实际上由于低熔点杂质的存在，其液相出现的温度要比此温度低。二级高铝砖则因其化学成分逐渐接近莫来石的成份(Al203 72％，SiO2 28％)，砖中液相的数量逐渐减少，其高温稳定矿物除有莫来石外，若含A1203较高，则可出现刚玉。A1203含量大于75％的一级高铝砖，其主要矿物为刚玉和莫来石。

  由上可知，高铝砖的矿物组成，由于其A1203含量不同而变化很大。其组成矿物主要有莫来石、刚玉、方石英以及无定形的隐晶质铝硅酸盐和硅酸盐玻璃等。

  在高铝砖中随着A120。含量增加，其莫来石针状晶体的生成量也增加，液相量则相对减少。这对增强砖的热稳定性和抗渣性有明显的效果。当然，纯刚玉砖的抗渣性能更为良好。

  高铝砖中的杂质与加入物，对于砖的荷重变形温度有一定的影响。SiO2的含量如由2％增至10％，则荷重变形温度由1880℃降至1630℃。碱金属与碱土金属氧化物，使莫来石发生同成分熔融，对高铝砖的高温强度有不利影响。至于TiO2和Fe203如同时存在，则可降低变形温度。        

高铝质耐火材料的性能及特点

Al2O3含量大于48%的硅酸铝质耐火材料统称为高铝质耐火材料。按Al2O3含量的多少划分为三个等级：一等(Al2O3>75%)，二等(Al2O3为60%~75%);三等(Al2O3为48%?60%)。根据矿物组成可分为:低莫来石质(包括硅线石质)及莫来石质(Al2O3：48%?71.8%)，莫来石-刚玉质及刚玉-莫来石质(Al2O3：71.8%~95%)，刚玉质(Al2O3：95%~100%)。

随着制品中Al2O3含量的增加，莫来石和刚玉成分的数量也增加，玻璃相相应减少，制品的耐火性随之提高，当制品中AI2O3含量小于71.8%时，制品中高温稳定晶相是莫来石，且随Al2O3含量增加而增多。对于Al2O3含量在71.8%以上的高铝制品，高温稳定晶相是莫来石和刚玉，随Al2O3含量增加，刚玉量增多，莫来石减少，相应地提高制品的高温性能。

制品的烧成温度取决于矾土原料的烧结性。用特级及一级矾土熟料(体积密度≥2.80g/cm3)时，原料的组织结构均匀，杂质Fe2O3、Ti02含量偏高，使坯体易烧结，但烧成温度范围较窄，易引起过烧或欠烧。采用二级矾土熟料(体积密度≥2.55g/cm3)时，由于二次莫来石化造成的膨胀和松散效应，使坯体不易烧结，故烧成温度略高。采用三级矾土熟料(体积密度≥2.45g/cm3)时，组织致密，Al2O3含量低，烧成温度较低，一般略高于熟料粘土制品的烧成温度约30~50℃。高铝制品在氧化焰中烧成。

由于高铝质耐火材料中的AI2O3含量超过高岭石的理论组成，所以，其使用性质较粘土质耐火材料优异，如较高的荷重软化温度和高温结构强度以及优良的抗渣性能等。

高铝质耐火材料的荷重软化温度是一项重要性质。实验结果表明它随制品中Al2O3含量的变化而变化。

Al2O3含量低于莫来石理论组成时，制品中平衡相为莫来石-玻璃相。莫来石含量随AI2O3含量的增加而增加，荷重软化温度也相应提高。

高铝质耐火制品的耐热震性比粘土质耐火制品差，850℃水冷循环3~5次。这主要是由于刚玉的热膨胀性较莫来石高，而无晶形转化之故。而且一、二等高铝质耐火制品耐热震性比三等高铝质耐火制品差些。

在生产上，通常采取调整泥料颗粒组成的办法，以改善制品的颗粒结构特性，从而改善其耐热震性。近年来，在高铝质制品的配料中加入一定数量的合成堇青石，制造高耐热震性的高铝质制品，取得明显的效果。

高铝质耐火材料的抗渣性也随Al2O3含量的增加而提高。降低杂质含量，有利于提高抗侵蚀性。

高铝制品与粘土制品相比，具有良好的使用性能，因此比粘土制品具有较长的使用寿命，成为目前建材工业应用较广泛的耐火材料之一。水泥窑的烧成带、玻璃熔窑的某些部位，以及高温隧道窑都采用高铝砖作窑衬。

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