磷酸盐结合不烧高铝砖热处理温度的研究

PAGE·PAGE228·磷酸盐结合不烧高铝砖热处理温度的研究董红芹宋欣平李愿王芙云尤伟洛阳耐火材料集团有限责任公司洛阳4710391前言钢铁生产正处在结构调整和优化的关键时期。由于自身产品、工艺不断完善的需要，对耐火材料提出了进一步优化的新要求。耐火材料日益成为钢铁生产优化发展的先导和制约因素。铁水包、冶炼炉、钢包、精炼炉用耐火材料则主要考核重复使用寿命，希望具有良好的修复再生功能。不烧高铝制品由于其特殊的机理，显示出良好的使用性能，但其热处理温度各厂家有较大差异。目前国内主要在600℃和400℃进行处理，国外有在1000℃～1100℃处理。为了提高不烧制品的使用性能，推广扩大其使用领域，我们对不烧高铝砖的热处理温度进行了研究。2实验过程我们做了大量的实验，其规律一致。以下为从中随机选取的2个实验结果。2.1原料原料选用杂质含量较低的矾土熟料，作骨料和细粉，并引入二种膨胀剂A、C。表1矾土熟料的化学成分/%SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2O4.9289.851.53.46微0.300.10微2.2结合剂选用浓度为85%的普通工业磷酸。2.3试验配方（见表2）3生产工艺先将矾土熟料经颚式破碎机、对辊破碎机破碎后，经7mm、5mm、3mm、1mm筛网分成四种粒级，细粉为元锥料经筒磨机粉碎获得，细度要求小于

0.088mm≥95%。混练加料顺序为：先加骨料，干混1分钟，加入结合剂用量的三分之二，混练2～3分钟后加细粉，混练5～6分钟，再加入余下的结合剂，混练6～7分钟后出料。泥料水分为3%～5%。300吨磨擦压砖机成型，根据先轻后重的原则，先轻压2～3次，再重压5～6次，砖坯体密≥2.9g·cm3。制得的砖坯100℃干燥24小时后，一半在隧道窑进行热处理，600℃保温8～12小时。另一半在电炉中进行热处理，1100℃保温5小时。表2各试样的配方/%1#2#高铝矾土7～5555～315153～120201～02020粉料2222膨胀剂A180目15C粉15粘土粉33结合剂444实验结果与分析4.1试样的物理性能表3不同温度热处理后试样的性能1#2#热处理温度/℃60011006001100显气孔率/%17.31514.313.3体积密度/g﹒cm-32.892.942.912.93耐压强度/MPa89213170196荷重软化温度/℃15001540—1520烧后线变化率/%1500℃×2h+2.73+3.59-0.10+0.401600℃×2h+2.37+2.26-0.10+0.031650℃×2h+1.38+1.64+2.5+1.4实验表明，提高热处理温度，对试样的常温物理性能影响较大。图1示出，试样的显气孔率、体积密度和常温耐压强度随着热处理温度的提高而有了明显改善。荷重软化温度、烧后线变化率等指标也有一定程度的改善。因此，提高热处理温度对改善制品的性能有明显的效果。600℃热处理试样的显气孔率%试样的体积密度g﹒600℃热处理1100℃热处理1100℃热处理试样的耐压强度MPa图1不同温度处理对试样显气孔率、体积密度、耐压强度的影响不烧砖能够显示出优异的使用性能，主要原因是在中、低温度下，颗粒间由化学键结合，没有玻璃相生成。而膨胀剂在整个使用过程中可持续发生膨胀反应，所以它对制品使用性能的影响占主导地位。但若热处理温度超过1200℃，由于K2O、Na2O等杂质的存在，玻璃相相继生成，造成不烧制品与烧成高铝制品性能一致，失去了不烧制品的意义。因此，不烧制品的热处理温度也不应过高，建议设置在1000℃～1100℃。4.2试样的显微结构1#试样600ºC处理后的显微结构1#试样1100ºC处理后的显微结构2#试样600ºC处理后的显微结构1#试样1100ºC处理后的显微结构图2不同温度热处理后试样的显微结构从图2可以看出，600℃热处理试样中，颗粒之间孤立、机械堆积，气孔较多。颗粒间的结合主要靠磷酸二氢铝和部分粘土胶结。1100℃处理试样与600℃处理试样相比，细颗粒部分形成条状、柱状，基质形成絮状、网状胶结，将小颗粒连成一片。这说明基质中已有部分莫来石化，膨胀效应填充了部分气孔，导致试样的气孔率降低，体积密度升高，使试样结构致密。而且这种莫来石化