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      2016展望硅莫磚的工藝發展

      編輯:高鋁磚?? 分類:行業動態?? 發布:2016-02-26 13:37?? 瀏覽:
      摘要: 硅莫磚,有耐磨磚的諧音,20世紀90年代初試制成功,曾叫HMS高耐磨磚,耐磨系數高于磷酸鹽結合高鋁磚五倍以上[1]。就其物相成分來講應該為碳化硅莫來石制品,簡稱硅莫磚。這個稱謂
      硅莫磚

             硅莫磚,有“耐磨磚”的諧音,20世紀90年代初試制成功,曾叫HMS高耐磨磚,耐磨系數高于磷酸鹽結合高鋁磚五倍以上[1]。就其物相成分來講應該為碳化硅—莫來石制品,簡稱硅莫磚。這個稱謂大多在建材行業流行,其他行業一般稱為高鋁碳化硅磚、三氧化二鋁—碳化硅磚。

             近年來,硅莫磚在水泥回轉窯的應用得到快速發展,特別是新型干法窯的出現和大型化,窯的轉速、窯內熱應力強度大幅度提高,對耐火材料的材質、理化性能提出了新的更高要求。因此水泥回轉窯除燒成帶在其所掛窯皮的保護下尚在使用鎂鉻磚外,次燒成帶、過渡帶、冷卻帶在改用硅莫磚后,效果明顯好于鎂鉻磚。

             目前國內江蘇、山西、山東、浙江等省有數十家耐火材料企業生產這種產品。由于這種產品原料來源方便,工藝要求不嚴,各企業實際產能很大,只要能生產粘土磚或高鋁磚就能生產硅莫磚。產品供大于求,市場競爭激烈。硅莫磚具有耐高溫、抗侵蝕、抗磨損特性,不過由于各企業的技術水平差異,產品質量也不同。如何生產質量高的硅莫磚,提高水泥窯用耐火材料的使用壽命,本文作些探討,供硅莫磚的生產和使用參考。

             下面耐堿磚小編來談談硅莫磚工藝技術的發展:

             早在1891年美國人艾奇遜發明合成碳化硅,1903年碳化硅磚試制成功,距今己經一百多年了。眾所周知,碳化硅耐火度高,在還原氣氛中到2 600 ℃一直是穩定的;硬度大(莫氏硬度9~9.5),僅次于金剛石;熱導率高(至500 ℃時達64.4 W/m˙K,到875 ℃時達41.4 W/m˙K),熱膨脹系數比較小(5.0×10-6/c)。碳化硅為共價健結合。不存在通常所說的燒結性,而靠化學反應生成新相達到燒結,即反應燒結。因此碳化硅制品按結合相不同分為粘土結合、莫來石結合、二氧化硅結合、Si2N2O結合、Si3N4結合、Sia/on結合等碳化硅制品。其性能指標見文獻[2],莫來石及剛玉莫來石結合的制品強度高,見表1。碳化硅系人工合成,其制品成本高,特別是氮化硅、賽隆、重結晶結合等制品,生產技術復雜,設備要求高。并且碳化硅制品的熱導率高(15~17 W/m˙K),并非是水泥窯的理想耐火材料。我國試用過,沒有推廣[3]。

             20世紀80年代末期,國際上開始研究二元系乃至三元系中氧化物與非氧化物的復相耐火材料,在著名耐火材料專家鐘香崇院士的領導下,我國也進行了復相耐火材料的研究工作,作為非氧化物,人們熟知的SiC得到格外關注,于是SiC剛玉制品、SiC鋯英石制品、SiC莫來石制品等先后研制成功。這些復相耐火材料的特點是常溫和高溫強度比單一氧化物材料高,抗氧化性能比單一SiC好,而這些復相材料的氧化屬于保護性氧化,材料表層的SiC氧化為SiO2,在材料表面逐漸形成保護層,阻礙了氧化向制品內部進一步滲透。這些復相制品燒成溫度較單一氧化物制品低,而制品強度卻高。在我國研究比較多的是純剛玉SiC制品,其次是剛玉莫來石制品,剛玉硬度大(莫氏硬度為9.0~9.2),耐磨性好,但結合度不如莫來石剛玉制品。含SiC復相材料的強度指標取決于結合相,也可以說是制品燒成時的二次莫來石化程度。純剛玉SiC制品,靠SiC氧化產生的SiO2與基質中的Al2O3反應形成莫來石結合,根據參考文獻[5]介紹,SiC加入量10%~15%綜合指標較好,SiC過量,不利于成型,坯體性能下降。而且還要盡量保護SiC不被氧化,發揮SiC在制品中的作用,提高制品熱震穩定性、耐磨性等指標。因此純剛玉SiC制品靠SiC氧化而形成的二次莫來石有限,燒成溫度也高,要靠添加金屬Si、Al粉等添加物來實現二次莫來石化。純剛玉及添加物售價高,制品的成本與使用壽命不成正比。我國天然高鋁礬土得天獨厚,而且屬于水鋁石—高嶺石型,用高鋁礬土熟料與SiC生產復相耐火材料,自然受到關注,在20世紀90年代初期就有人生產這種制品,在冶金、電力系統廣泛應用。其實水泥行業的硅莫磚與冶金行業的高鋁SiC磚沒有多大差別,也是用高鋁熟料與SiC配料制取的制品,并非用純莫來石、SiC生產。眾所周知,我國的特等和一等高鋁熟料主要由剛玉莫來石及少量玻璃相組成,它構成硅莫磚的骨架,基質由SiC、Al2O3、SiO2質材料構成。

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