微膨胀高铝砖的应用及生产过程、原料的选择

控制微膨胀高铝砖的生产过程，采用多级配料和共磨细粉工艺，在双螺旋搅拌机中提前将各种原料的细粉混合均匀。泥浆的混合采用φ2750型强力搅拌机制备。坯体由300~500t摩擦压砖机高压成型。成型后，砖坯送入隧道式干燥机，完全干燥，控制干坯残留水分≤1.5%，最后通过隧道窑烧制。出窑后的微膨胀高铝砖严格按照GB/T10326-2001《定型耐火产品尺寸、外观及截面检验方法》和用户合同标准进行分级选择。

根据GB/T10325-2001《定型耐火产品抽样验收规则》和用户要求，对选择后的微膨胀高铝砖进行各种性能测试。只有通过检验的产品才能包装和运输。我公司严格控制每道工序的质量，确保产品的性能和形状尺寸，确保用户满意。

高铝砖用于连铸或大型电炉钢包装。在高温和长期钢水浸泡的作用下，砖会剥落、爆裂、二次烧结、体积收缩、砖缝增大等。钢水侵入、悬挂渣侵蚀、鼓包等。在砖缝和爆裂部位，大大降低了钢包的使用寿命。为了提高钢包衬砖的性能，提高连铸钢包装的使用寿命，用微膨胀高铝砖代替传统的高铝砖。

选用微膨胀高铝砖原料

生产微膨胀高铝砖时，以阳泉高铝土矿熟料为主要原料，以三石矿物和叶蜡石为膨胀剂，添加部分高铝细粉和刚玉细粉作为添加剂。

阳泉高铝土矿熟料的主要原料是水铝石和高岭石，还有少量三水铝石、勃姆石和多水高岭石。杂质含量低，质量稳定，烧结充足，体积密度高，物料吸水率不大于4%。

讨论膨胀剂及其特性如下。

(1)

三石的特点:三石是一种优良的天然无水硅酸铝原料，其化学分子为:Al2O3SiO2或Al2SiO5，理论组成为:Al2O362.93%，SiO237.07%。三石矿物在高温下不可逆转化为3Al2O3.2SiO2和SiO2，其体积膨胀效应分别为:蓝晶石16%~18%，红柱石7%~8%，硅线石3%~5%。从其转化后的体积膨胀效果来看，蓝晶石膨胀大，所以膨胀剂选择为蓝晶石。

首选蓝晶石斜方晶系统，晶体常沿C轴延伸为长柱状、针状、纤维状，具有玻璃光泽，比例为3.53~3.65gcm-3，硬度为6.5~7.0，熔点为1850℃。分为蓝晶石和少量硅线石，副矿物成分为石英，次矿物成分为黑云母、金云母、绿泥石。蓝晶石在1300℃下开始发生莫来石化反应，产生体积膨胀，抵消软粘土的收缩，保证产品的体积稳定性。

在1400~1500℃的高温下，红柱石主要是莫来石化的转化期，不可逆转地转化为莫来石和石英的混合物，并伴随着3%~5%的体积膨胀。在此期间，莫来石化在1400℃的膨胀值大，即1400℃的膨胀值强。莫来石是一种化学性能稳定、高温机械性能好的高温耐火原料。

红柱石的莫来石化通常从颗粒边缘或颗粒裂缝开始，并逐渐发展到颗粒的中部。在相同的燃烧系统下，小颗粒的莫来石化程度高于大颗粒的莫来石化。大颗粒的红柱石只发生在其周围。由于时间和温度的限制，形成的莫来石晶体不能发育成粗大的莫来石晶体，只能并交织成网络结构。在材料中加入红柱石主要是利用其高温分解产生莫来石，从而在结构中形成红柱石-莫来石网络结构，提高材料性能。

(2)

叶蜡石的特点:叶蜡石是一种含水铝硅酸盐，化学分子为Al2O3.4SiO2.H2O，其中Al2O3的理论含量为28.3%，SiO2为66.7%，H2O为5.0%。其矿物由叶蜡石、石英、高岭石和丝云母组成。密度2.65~2.90g.cm-3，耐火性>1700℃，质地细腻，硬度1~2，化学性能稳定，耐热性好，电绝缘性好。我们利用熔点高、高温不收缩、产品表面光滑、不挂渣、耐腐蚀性好、完整性好的优点作为原料，不仅降低了成本，而且充分利用了资源。

(3)膨胀原料的烧成试验:不同烧成温度下原料尺寸变化见表3。

(4)膨胀材料的粒度：一般来说，膨胀原材料的膨胀率随其粒度的增加而增加。通过多次比较试验，为了满足产品性能的需要，高膨胀原材料为0。088mm，低膨胀原材料为1~0.5mm，效果较好。

(5)添加剂的作用:化学结合，促进低温烧结，提高产品的耐压强度、耐磨性和耐腐蚀性。

微膨胀高铝砖是以高铝土矿为主要原料，根据高铝砖的生产工艺加入三块石头。与高铝砖不同的是，三石精矿被引入基质部分。耐火材料在使用过程中略有膨胀，挤压砖缝，提高砖的整体密实度。从而提高了砖的耐钢水渗透性。

为了使耐火砖在使用过程中适当膨胀，关键是在耐火材料生产过程中选择三石矿物及其粒度，然后控制煅烧温度，使选定的三石矿物部分莫来石化，残留的三石矿物。残留的三石矿物在使用过程中进一步莫来石化（一次或二次莫来石化），伴随着膨胀反应。所选的三石矿物是复合材料。由于三石矿物的分解温度不同，莫来石化产生的膨胀也不同。利用这一特点，耐火材料因工作温度不同而具有相应的膨胀效果。

微膨胀高铝砖配方设计

高铝砖的配方设计如下：

(1)

耐火材料产品在高温烧结过程中有化学反应和晶体变化，对产品性能有很大影响。为了达到产品的膨胀效果，首先考虑添加膨胀原材料。添加膨胀原材料，如果不能很好地控制添加量，就会导致产品膨胀裂纹，恶化材料的内部结构，降低密度和强度，严重影响产品的性能。

(2)膨胀原料采用复合原料，由于其分解温度不同，莫来石化产生的膨胀也不同。

(3)控制泥浆中0.5~0.088mm粒度的含量，可降低产品的气孔率，同时产品具有较高的热震稳定性。

（4）根据Al2O3/SiO2的比例控制每种原材料的添加量。添加膨胀原材料对产品的早期使用非常有益。在使用中后期，膨胀原材料的作用已达到极限，甚至会收缩。为了实现产品的微膨胀，主要取决于产品残余反应的二次莫来石化。

（5）采用低温烧制，控制煅烧温度，延迟各原材料的反应过程，确保产品使用中的高温膨胀性能。根据设计原则精心规划工艺，比较试验，制定以下成熟的生产工艺。

电炉钢包炉衬采用微膨胀高铝砖

高铝砖炉衬用于连铸或大型电炉钢包装。在高温和长期钢水浸泡的作用下，砖会剥落、爆裂、二次烧结、体积收缩、砖缝增大等。钢水侵入、悬挂渣侵蚀、鼓包等。在砖缝和爆裂部位，大大降低了钢包装的使用寿命。为了提高钢包装砖的性能，提高连铸钢包装的使用寿命，用微膨胀高铝砖代替传统的高铝包装砖。

微膨胀高铝砖是以高铝土矿为主要原料，根据高铝砖的生产工艺加入三块石头。与高铝砖不同的是，三石精矿被引入基质部分。耐火材料在使用过程中略有膨胀，挤压砖缝，提高砖的整体密实度。从而提高了砖的耐钢水渗透性。

为了使耐火产品在使用过程中适当膨胀，关键是在生产耐火材料时，选择三石矿物及其粒度，然后控制锻造温度，使选定的三石矿物部分莫来石化，剩余的三石矿物。残留的三石矿物在使用过程中进一步莫来石化（一次或二次莫来石化），伴随着膨胀反应。所选的三石矿物是复合材料。由于三石矿物的分解温度不同，莫来石化产生的膨胀也不同。利用这一特点，耐火材料因工作温度不同而具有相应的膨胀效果。