高鋁磚是常用的耐火磚品種之一屬于硅鋁系列耐火材料,也屬于是中性耐火磚常用于各種大中型熱工窯爐設(shè)備,,或是冶煉型窯爐,,按照GB/T2988-2012分為:LZ-80、LZ-75,、LZ-65,、LZ-55、LZ-48共5個牌號,。在高鋁磚的生產(chǎn)過程中,,因為產(chǎn)品表面和內(nèi)部產(chǎn)生裂紋而造成的廢品類型。所以要分析造成高鋁磚裂紋的各種原因并進行調(diào)整改善,,來降低高鋁磚裂紋發(fā)生的鈣鋁,,提高高鋁磚產(chǎn)品的合格率。
一:造成高鋁磚產(chǎn)生裂紋的原因分析
1.1 原料原因
生產(chǎn)高鋁磚用的主要原料高鋁礬土熟料的雜質(zhì)(特別是K2O和Na2O)和燒結(jié)程度會使制品表面產(chǎn)生裂紋,。燒結(jié)不良的熟料在制品燒成過程中繼續(xù)收縮且不均勻,,引起制品開裂和產(chǎn)生裂紋;同時,在制品的燒成過程中,,燒結(jié)不良的熟料本身的二次莫來石化(3a—AL2O3+2SiO2→3AL2O3·2SiO2,,1200~1500℃)仍在繼續(xù)進行,二次莫來石化主要是指高鋁磚生產(chǎn)中結(jié)合粘土的SiO2與高鋁熟料的AL2O3反應(yīng)生成莫來石,并伴隨體積膨脹(約10%),,造成制品收縮不一致,,導(dǎo)致了制品表面裂紋數(shù)量的增多和開裂程度的加大。
改善措施:高鋁磚的主要礦物相組成為莫來石,、剛玉和玻璃相,。隨著制品中AL2O3含量的增加,莫來石和剛玉相的數(shù)量也增加,,玻璃相相應(yīng)減少,,制品的耐火度和高溫性能隨之提高。實際生產(chǎn)高鋁磚時,,要注意所用的高鋁礬土熟料的雜質(zhì)含量進行控制,,按照YB/T 5179-2005(高鋁礬土熟料)的要求,K2O和NaO 含量<0.35%~0.6%,,盡量采用雜質(zhì)含量低和燒結(jié)程度好的原料進行生產(chǎn),。
1.2 泥料原因
泥料中的臨界顆粒尺寸、細粉加入量,、泥料的混合質(zhì)量都會影響高鋁磚半成品產(chǎn)生裂紋,。如基質(zhì)料一般由細粉組成,燒成過程中產(chǎn)生收縮,,而顆粒一般是產(chǎn)生膨脹,,兩者之間產(chǎn)生較大的變形差而引起內(nèi)迎來,從而使制品產(chǎn)生裂紋,。
1.3 成型原因
高鋁磚成型通常采用300T以上摩擦壓力機或自動壓磚機成型,。由于制品磚型、成型磨具,、布料不均,、操作和壓力等原因造成的裂紋,最大特點是規(guī)律性強,,裂紋的深度,、位置方向基本一致。
磚型的原因:由于不同磚型采用不同的模具進行壓制,,帶孔,、舌、槽或拐角的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,,舌槽較多且多模幫面上不易成型,且兩側(cè)模幫均為活板,,出模后極易導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生,。
成型模具設(shè)計不合理:由于成型模具設(shè)計缺少排氣槽、排氣孔,磚坯成型出模時易出現(xiàn)裂紋,。
布料不均勻的原因:布料不均,,易使高鋁磚磚坯邊部與中間部位等的密實不同,坯體在干燥過程中,,因四周的密實度低于中間,,邊部溫度高于中間溫度而導(dǎo)致邊部水分蒸發(fā)快,中間水分蒸發(fā)慢,,形成邊部脫水率大于中部的狀況,,當邊部脫水收縮過快時,坯體邊部即產(chǎn)生裂紋,。
成型操作和成型壓力的原因:成型操作時,,“短程過快”“滿程狠打”,雖然大部分氣體被排除,,但仍有一小部分氣體被壓縮未被完全排出,,檔次壓力超過磚坯的斷裂強度,就會造成磚坯產(chǎn)生內(nèi)部橫向裂紋,。
1.3 燒成原因
高鋁磚的燒結(jié)是液相燒結(jié),,液相的形成溫度和液相量,燒成時的升溫速度,、氣氛條件,、坯體在燒成過程中產(chǎn)生的收縮以及二次莫來石化合剛玉再結(jié)晶作用會導(dǎo)致不一致收縮,使制品表面產(chǎn)生裂紋,。
預(yù)熱帶裂紋:干燥后的磚坯進入焙燒窯后仍有兩種水分需要緩慢排除,,一是自由水,及干燥后的殘余水分都會導(dǎo)致制品的表面產(chǎn)生網(wǎng)紋,。焙燒窯預(yù)熱帶產(chǎn)生的炸紋多發(fā)生在磚坯的大面,、中部,裂紋處粗糙,,深度達,,坯垛干燥不好的部位(背風面、中下部)最嚴重
燒成帶裂紋:在燒成過程中發(fā)生的收縮以及二次莫來石化反應(yīng)和剛玉再結(jié)晶作用會導(dǎo)致不一致的收縮,,使制品表面產(chǎn)生裂紋,。由于燒成過程中的化學(xué)變化而導(dǎo)致的裂紋很難避免,可以使反應(yīng)物均勻分散,,不至于局部膨脹過大或過小而使裂紋加劇,。實際燒成化學(xué)變化而產(chǎn)生的膨脹是有利的,如莫來石的形成,,可以抵消高溫制品的收縮,,保持體積的穩(wěn)定,。
二次莫來石化一般開始于1200℃,1400℃~1500℃時反應(yīng)完成,。這個反應(yīng)是高嶺石形成莫來石(一次莫來石)時析出來的二氧化硅和剛玉反應(yīng)而成成的莫來石,,稱為二次莫來石相,同時有10%左右的體積膨脹,。一般來說,,二次莫來石量少,則反應(yīng)溫度偏低,。
冷卻帶裂紋:冷卻過急產(chǎn)生的裂紋較細,、較直,裂紋處比較平滑,,有的外觀不明顯,,屬于暗紋,敲擊有啞音,,坯垛邊部,,迎風面較其他部位嚴重。