粘土砖是指Al2O3的质量分数为30%~48%的耐火砖。粘土砖为弱酸性制品,因其资源丰富,生产工艺简单,成本低,故应用广泛。
粘土砖因其生产简便,耐火砖价格便宜,广泛应用于高炉、热风炉、均热炉、退火炉、锅炉、铸钢系统以及其他热工设备,是消耗量较大的耐火砖之一。
粘土砖分为普通粘土砖、多熟料粘土砖、全生料粘土砖和高硅质粘土砖等品种。求购粘土砖首先需要了解以下几点:
1、求购粘土砖的使用温度;
2、求购粘土砖的具体用途;
3、求购粘土砖规格及尺寸。
普通粘土砖指Al2O3的质量分数为36%—42%的品种,产量高,用途广。普通粘土砖由可塑性强、分散性大的软质粘土与一部分粘土熟料配制而成,概括地分为粘土—熟料砖和高岭土-熟料砖。按耐火度的高低,将粘土砖划分为四个等级:特级品,高于1750℃;一级品,1730—1750℃;二级晶,1670—1730℃;三级品,1580—1670℃。
多熟料粘土砖是指含熟料的质量分数80%以上,结合粘土的质量分数20%以下的制品,多熟料粘土砖由于坯料大都处于瘠化状态,在制造过程中不易变形,可以保证砖坯的外形尺寸,使烧成的制品具有较理想的体积密度、力学强度、抗热展性和较高的耐火度。
全生料粘土砖也称无熟料粘土砖,是用可塑性低、分散性弱、收缩很小的硬质粘土或叶蜡石制成的。由于这种原料固有结合水分少,粉碎后虽然吸收了一定的外加水分,仍可保持原有的颗粒组成,因此可以不另加熟料,而且烧成品并不会因没有熟料而产生收缩现象。
粘土砖的性质在较大范围内波动。下图所示是各等级粘土砖的理化指标。
(1)耐火度。粘土砖的耐火度较低,为1580—1770℃,主要与制品的化学组成有关。一般情况下,耐火度随Al2O3的质量分数的增加而提高,随杂质的质量分数,尤其是Fe203和碱金属的质量分数的增加而显著降低。
(2)高温耐压强度。粘土砖高温耐压强度随Al2O3的质量分数的增加而增大。同时受低熔点物质高温下出现液相温度、液相的数量及其粘度影响。一般在800℃以上可出现塑性变形。塑性变形的出现可以消除制品内应力的影响,使强度提高。在1000—1200℃时出现较大值。当温度超过1200℃时,形成大量液相,粘度降低,耐压强度急剧降低。因此,即使在炉墙单面受热的条件下,粘土砖使用的温度也不宜过高。
(3)荷重软化温度。粘土砖的荷重软化温度主要取决于制品中Al2O3的质量分数和杂质的种类及数量。与其他制品相比,虽然在粘土砖中有熔点很高的莫来石晶相,但在较低的温度下(1250—1400'C)就开始软化。因为粘土砖中莫宋石晶相数量少,在制品中尚未形成结晶骨架结构,仅分散存在于玻璃相之中,粘土砖荷重软化温度比硅砖低很多。随着温度的升高,玻璃相的粘度下降,制品逐渐变形。因此,粘土砖的荷重软化温度较低,开始于℃50—1400℃,压缩40%时温度为1500—1600℃。
荷重软化温度低是粘土砖使用受限制的重要原因之一。提高荷重软化温度的有效途径是提高制品中Al2O3的质量分数,降低杂质的质量分数,尤其是严格控制Fe203及MgO,CaO,K20,Na20等杂质的质量分数。另外,还可采用混合细磨和多熟料配料以及适当提高制品的烧成温度的方法。
(4)高温体积稳定性。粘土砖长期在高温条件下使用,会产生残余收缩。这是由于在生产过程中加入一定数量的结合剂(如结合粘土),在烧成时矿化作用不彻底造成的。一般情况下,残余收缩为0.2%—0.7%,不超过1%。
(5)抗热震性。粘土砖的抗热震性好,普通粘土砖在1100℃下水冷循环达10次以上,多熟料粘土砖可达50—100次或更高。粘土砖抗热震性好的原因主要是莫来石及整个制品的线膨胀系数小(平均4.5*10-6—5.8*10-6℃-1),而且比较均匀,过程中不发生晶型转变所引起的体积变化。而且熟料颗粒之间尚有许多裂纹,可以缓冲应力作用。增加熟料量和颗粒的合理级配,提高成型压力,适当降低烧成终止温度,增加莫来石晶体数量并减少玻璃相的质量分数都能提高制品的抗热震性。
(6)抗渣性。粘土砖属酸性耐火砖,抵抗弱酸性炉渣侵蚀的能力强,对酸性和碱性炉渣的抵抗能力较差。提高制品的致密度,降低气孔率,能提高制品的抗渣性能。增大Al2O3的质量分数,抗碱性渣侵蚀能力提高,随Si02的质量分数的增加,抗酸性渣的能力增强。
总之,了解了以上性质后,在求购粘土砖时就明白具体采购哪种材料。有不明白的可以来电咨询!
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