抗剥落砖-耐火材料行业知识-耐火砖高铝砖刚玉砖浇注料河南耐火材料厂-宏泰耐材

　　抗剥落砖的原理是提高抗裂纹产生和抗裂纹扩展的能力。

　　对断裂力学的研究结果表明，下面5种情况都可以提高抗裂纹扩张的能力，即在耐火砖中预置裂隙、气孔(开口、闭口、贯通)，圆形颗粒，扩大中间粒度组成份额，加入抗拉纤维。

　　断裂力学中的热应力损伤和温差、膨胀系数等因子有关。机械裂纹可能更多，原料被粉碎时在未断颗粒中留下裂纹，成型时的巨大冲击力会破坏颗粒，在颗粒料中制造新的裂纹，高铝砖中存在显著裂纹。机械应力留下的裂纹在热应力作用下会成为裂源，裂纹前缘线能使其扩展，遇到裂隙和气孔会立即释放能量而停止扩展，这个道理已经为人熟知。当裂纹遇有圆形颗粒时裂纹将曲蜒而行，增加了做功，也消耗了能量，裂纹终因做功消耗线能而终止扩展。气孔阻止裂纹扩展的例子尚未找到，但其作用于裂隙同理，无须置疑。扩大中间颗粒，是冷却时颗粒和细粉收缩量不同而出现裂隙，虽不能像特意加入某种膨胀系数不同的原料那样明显，但有提高热震的作用。

裂隙、气孔率、强度、荷软、热震等这些性能之间是矛盾的，制造裂隙和提高气孔率会损害强度和荷软，在一定限度内能提高热震，但超过限度也会损害热震。气孔率是重要的，如果保持气孔率不变，缩小气孔直径，增加气孔数量，产品不仅会保持强度荷软和热震指标，也有利于改善导热性能，然而，现在还没有这样的工艺技术。

现在最常用的技术，是向配料中加入膨胀系数不同的原料，由于膨胀失配，烧后在产品中留下裂隙，加入的原料主要有蓝晶石、硅线石，或锆英石。蓝晶石1325~1350℃分解，1450℃C完成分解，体积膨胀16％、18％；硅线石分解温度1500~2，体积膨胀8.4％，红柱石1400℃分解，1500℃分解完，体积膨胀3.29％。蓝尖晶石分解温度低，膨胀大，多用蓝晶石做膨胀剂，但加人量不能超10％，且须均匀，硅线石分解温度高，适合做耐高温产品，如低蠕变高铝砖等。

　　锆英石增韧是靠四方锆和单斜锆的晶型转变和三次莫来石效应实现的，ZrO2有三种晶型转变：

　　在抗剥落砖中Zr02在1200—1300℃温区的晶型稳定情况研究甚少，据研究，高于1100℃单斜锆转化为四方锆，但这个转变过程是体积收缩，这个收缩，应带来整个砖体的收缩，温度升到1300℃左右矾土中SiO2和A12O3二次莫来石，体积膨胀，升到1400℃时锆英石分解出的SiO2与矾土中的A12O3三次莫来石化。二次莫来石，三次莫来石均有体膨胀效应，以上所论加入锆英石增韧的应是莫来石化结果，因为有t→ZrO3→m-Zr02才有体膨胀效应，从生产和使用情况看，这个过程是不允许出现的。

　　对矾土中加入铝英石二次做过深入研究，所用矾土40％-82％，锆英石加入量10％～50％，发现锆英石在1400℃时和矾土进行反应，1500℃激烈反应，1600℃时锆英石和矾土中刚玉全部消失，具体变化是：

　　450℃—1200℃，水铝石、高岭石分解，生成A12O3·Si02一次莫来石假象。

　　1200—1400℃，二次莫来石化，出现液相。

　　1400—1600℃℃，三次莫来石化，体积明显膨胀。

　　对于A12O3 58％-82.4％的矾土，A／S>2.55时，每增加1％Zr02，A3雹增加1.8％，而A12O3 40.17％—58.17％的矾土，A／S＜2.55时，每增加1％Zr02，A3S2下降，单斜锆增加0.7％—0.9％。研究结果可以看出，只有A／S大于2.55时的一级矾土加入锆英石才有积极意义，而且产生体积膨胀的原因是三莫来石化，而不是单斜锆的生成。

抗剥落砖我国水泥窑用抗剥落砖的研究，出现两种技术，一种是配料中引入硅线石，另外一种是中建院耐火所则是在配料中引入锆英石。

　　现在我国2000-5000t新型干法窑上过渡带、卸料带(冷却带)基本上是以方镁石尖晶石砖为主，尖晶石砖的抗水泥化学侵蚀能力、抗气氛变化能力、抗S02侵蚀能力均很好，唯导热系数大，耐磨性差，但这是用于上过渡带和卸料带的砖应具备的重要性能。尖晶石砖的弱点限制了它的使用前途，免强维持半年左右的使用周期，有的窑使用百天左右简体温度就达400℃左右，使砖未寿而终。1995年推出的AMS硅莫砖和1999年推出的KBN抗剥落耐磨砖成为与尖晶石砖抗争的品种，而且在使用上都有不凡表现，硅莫砖在上过渡带稳定在7—10个月左右，抗剥落耐磨砖在上过渡带用一年残砖厚度尚有150～180mm，在卸料带用一年时残砖在100-120mm，这两种砖对尖晶石砖已构成挤压之势。

　　这两种砖的共同特点是耐磨性、抗断裂能力极优，导热系数小，不剥落，不断裂，强度极大，清楚残砖十分困难。