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當前位置:首頁 > 新聞中心 > 產(chǎn)品知識 > 正文電熔莫來石磚主要由高鋁礬土或工業(yè)氧化鋁、粘土或硅石進行配料,在電弧爐內(nèi)熔融,再澆鑄成型及退火制成的耐火磚,其主要礦物成分是莫來石。
1、組成
莫來石組成為3AI2O3 2SiO2-2A12O3·SiO2,熔融溫度約為1827-1890℃間,硬度大。當其高溫熔液冷卻析晶時,會產(chǎn)生粗大不均勻的結(jié)晶傾向,易使電熔莫來石磚產(chǎn)生裂縫。當處于低共熔混合物組成時,熔融后的熔液具有良好的流動性,能夠在莫來石析晶時生成均勻細小的結(jié)晶,使鑄件產(chǎn)生裂縫的可能性減少。因此,電熔莫來石磚的組成應(yīng)該在Al2O3/SiO2質(zhì)量比為79/21時為宜。但在生產(chǎn)中還考慮到原料中存在著一定數(shù)量的雜質(zhì)成分,它們在高溫下與AI2O3、SiO2發(fā)生反應(yīng),.相應(yīng)地改變了A12O3和SiO2的比值。因而,實際所取的AI2O3/SiO2比值要稍低些。
雜質(zhì)對電熔莫來石磚產(chǎn)生的影響主要有:
(1)鐵的氧化物和TiO2一樣,可以部分地進入莫來石固溶體中,對莫來石的熔點影響不大,但增加玻璃含量,并使鑄件的玻璃相部分染成深色,降低制品的耐火磚性能。
(2)堿金屬氧化物對莫來石結(jié)晶及熔液影響嚴重,可降低莫來石含量,產(chǎn)生較多的玻璃相。
(3)氧化鈣雖影響鉸,但也起阻礙莫來石析晶的作用。
(4)氧化鎂對莫來石析晶影響,次于氧化鈣,少量存在時,使析晶混合物中出現(xiàn)以鋁尖晶石、堇青石和剛玉等,相應(yīng)地降低莫來石數(shù)量。
加入木炭或焦炭還原劑在熔融還原過程中可將Fe2O3除去,其余雜質(zhì)不能被還原除去,主要是進入熔體而存九于玻璃相中。
2、原料
通常選用高鋁礬土、鐵礬土、工業(yè)氧化鋁及粘土為原料。當采用高鋁礬土及鐵礬土?xí)r,AI2O3/SiO2比應(yīng)>3.2,F(xiàn)e2O3<1.5%,TiO2<3.0%,CaO<1.0%。礬土原料喊進行預(yù)燒,排除結(jié)構(gòu)水,以避免在電弧爐內(nèi)因水蒸汽集中分解排出時,產(chǎn)生爆鳴并引起噴濺。
3、配料
正確選擇配料組成是制取莫來石含量高,剛玉和玻璃相量少的電熔莫來石磚的重要工藝條件。配料的鋁硅系數(shù)(AI2O3/SiO2質(zhì)量比)表征配料中AI2O3和SiO2的相對含量。從理論上分析,應(yīng)該采用莫來石固溶體臨界組成時的硅鋁系數(shù)(2.8-2.9)。但在高溫熔融時,SiO2的揮發(fā)和還原反應(yīng)要消耗一部分SiO2,使配料中Al2O3的含量相對提高。因此,在實際配料中,鋁硅系數(shù)的控制值比理論值低,一般可取2.50左右。
還原劑加入量視原料中Fe2O3含量而定,不宜過多,通常還原lkg的鐵約需0.225kg的活性炭。若加入量過多,要然會使SiO2被還原的數(shù)量過多,影響莫來石數(shù)量。為使熔融過程中產(chǎn)生的氣體易于逸出,在配料中還應(yīng)加入適量木屑。
4、熔融
熔融的主要設(shè)備為電弧爐,有固定式和傾動式兩種。在工業(yè)生產(chǎn)中,常用的是傾動式單相或三相電弧爐。采用低電壓、高電流電力制度,一般電壓為150-190V,電流強度達1600-2000A。熔融溫度在1900-2200℃之間。電能消耗約為2500-3000kWh/t制品。
5、澆注
將熔液注入一定形狀和尺寸的模型中,經(jīng)冷卻成為有一定形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)致密、組織均一的制品。鑄件應(yīng)具有盡可能精準的尺寸,以便使加工量小。澆注用模型是以純度較高的石英砂(型砂SiO2含量>96%),加入適員(5一7%)的結(jié)合劑(水玻璃、紙漿廢液、亞麻油及棉籽油等),混合成型經(jīng)干燥而成。
6、熱處理
是制得含有大量給定的結(jié)晶相和少量玻璃的鑄塊。經(jīng)熱處理后的鑄塊應(yīng)該具有足夠的強度而無過大的內(nèi)應(yīng)力。熱處理一般分為結(jié)晶和退火兩個階段。
(1)結(jié)晶。對于電熔莫來石磚,希望制品內(nèi)部的莫來石結(jié)晶呈纖維狀或細小晶粒,均勻分布。決定晶粒大小的主要因素是冷卻速度。從Al2O3一SiO2系平衡圖的研究可知,莫來石為一致熔融化合物,從熔液中直接凝固析晶,并不預(yù)先析出剛玉。但是當熔液中含有一定數(shù)量的熔劑時,熔融物在冷卻時先析出剛玉,而莫來石晶體要在1750-1800℃以下才開始穩(wěn)定地析出。所以應(yīng)保持在熔融物開始析晶至1800℃之間的溫度范圍內(nèi)迅速冷卻,而在低于莫宋石開始析晶的媼度,給予適當?shù)谋貢r間,或充分的緩慢冷卻,以使早期析出的剛玉晶粒有足夠時間與熔液作用形成莫來石,從而使制品中的莫來石有大的含量。
(2)退火(鑄件的冷卻)。析晶后鑄件在冷卻過程中,由于各部分散熱不均勻,使鑄件內(nèi)部存在溫度梯度,產(chǎn)生很大應(yīng)力,會造成開裂戒缺棱、缺角的廢品。冷卻速度越大,廢品產(chǎn)生的傾向也越大。因此,鑄件綏慢冷卻。
退火的方法有兩種,自退火及外部供熱退火。自退火是依靠鑄模外部的良好隔熱層,常用蛭石作隔熱保溫材料層。冷卻速度可由隔熱層的厚度來調(diào)正。緩冷溫度范圍,主要是在1800-1100℃,一般控制在60一70℃/h。外部供熱退火常采用隧道式退火爐,冷卻速度可控制在<100-150℃/h。
7、機械加工
由于模型形狀不夠正確,澆注時上下收縮不一致,產(chǎn)生縮孔,以及鑄口及表面皺折等,均需進行切割加工,才能使用。但鑄件硬度很大,加工很困難。通常采用酚醛樹脂結(jié)合的粗粒金剛石砂輪切割。
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