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當(dāng)前位置:首頁(yè) > 新聞中心 > 產(chǎn)品知識(shí) > 正文硅磚的熱震穩(wěn)定性不高,在耐火材料中是比較差的,但是其荷重軟化溫度和耐火度比較接近,硅磚對(duì)酸性爐渣具有良好的抵抗性,常用于玻璃窯、焦?fàn)t、熱風(fēng)爐,用的好的話可以用10至20年以上。
硅磚SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于93%。對(duì)Al2O3,F(xiàn)eO,F(xiàn)e2O3等氧化物也具有良好的抵抗性,但對(duì)堿性爐渣的抵抗能力差,易被CaO,K2O,Na2O等氧化物作用而破壞。硅磚的荷重軟化溫度高達(dá)l640-1680℃,在高溫下長(zhǎng)期使用體積比較穩(wěn)定。
硅磚的組成
一、化學(xué)成分
硅磚是由純石英石經(jīng)鍛燒精選后與少量石灰乳混合而成。部分骨料可用廢硅磚破碎后使用。先進(jìn)的硅磚原料應(yīng)經(jīng)過(guò)特殊化學(xué)處理,以去除雜質(zhì)硅磚的一般化學(xué)成分。
晶相構(gòu)成
不難看出,硅磚的不難看出:硅磚的相組成主要是SiO2結(jié)晶和少量硅酸鈣等硅酸鹽結(jié)晶SiO2結(jié)晶的種類很多,有石英、鱗石英和方石英三種晶型硅磚晶相組成(%)硅酸鈣等硅酸鹽結(jié)晶SiO2結(jié)晶的種類很多,方石英2080、方石英315、玻璃相440。
硅磚晶相中,熔點(diǎn)比較高的是SiO2晶體,熔點(diǎn)為1713deg;C。硅磚不可能由100%純SiO2組成。這不是因?yàn)樵牧系募兌入y以達(dá)到,而是因?yàn)镾iO2晶體不能結(jié)合,所以有其他成分。這些成分組成的晶體相和少量玻璃相的熔點(diǎn)低,起到結(jié)合SiO2晶體顆粒的作用,所以結(jié)合物。磚中的大顆粒SiO2晶體稱為骨料。結(jié)合物的耐腐蝕性和耐高溫性都比骨料差。但是結(jié)合物太少會(huì)使骨料結(jié)合松散,所以要正確選擇結(jié)合物。
(1)化學(xué)礦物。硅磚中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)大于93%。一般硅磚中的晶相為鱗片應(yīng)時(shí)、方形應(yīng)時(shí)和少量殘留應(yīng)時(shí),基質(zhì)為玻璃相。
(2)真實(shí)密度和體積密度。硅磚的真實(shí)密度是判斷晶體變化程度的重要標(biāo)志之一。一般硅磚的真實(shí)密度小于2.388/cm3,高品質(zhì)硅磚的真實(shí)密度為2.33-2.34g/cm3。硅石為2.65g/cm3。鱗片石英化程度越高,燒成硅磚的真實(shí)密度越小。因此,硅磚的礦物組成可以根據(jù)硅磚的真實(shí)密度來(lái)判斷。
硅磚的體積密度與孔隙率有關(guān)。一般硅磚的孔隙率為17%-25%,體積密度為1.8-1.95g/cm3。硅磚的成型壓力越高,體積密度越大。增加體積密度可以提高硅磚的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、熱傳導(dǎo)率和耐渣性。
(3)耐火性。硅磚的耐火性較低,溫度在1670-1730℃之間。由于SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、晶型、雜質(zhì)種類和數(shù)量稍有變化,但波動(dòng)較小。二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低,耐火性就越高。尤其是A12O3,K2O,Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,硅磚的耐火性就越差?偠灾璐u耐火性不高,不能滿足強(qiáng)化冶煉的要求。
(4)負(fù)荷軟化溫度。硅磚的負(fù)荷軟化溫度較高,一般在1620-1670℃之間,與其耐火性接近。其主要原因在于構(gòu)成硅磚的主晶相是由具有矛頭雙晶的鱗石英形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和基質(zhì)粘度較高的玻璃相所致。硅磚在荷載作用下加熱,從開始軟化變形到破壞,溫度間隔不大,一旦達(dá)到軟化溫度,就會(huì)迅速破壞,導(dǎo)致荷載軟化變形溫度范圍狹窄。開始軟化溫度接近其耐火性,這是硅磚的一種特殊性能。
(5)體積穩(wěn)定性。硅磚在加熱過(guò)程中,除了一般的熱膨脹外,還會(huì)發(fā)生晶型變化,伴有體積膨脹。如果磚中有未變化的殘留應(yīng)時(shí),高溫下會(huì)繼續(xù)變成鱗片應(yīng)時(shí)或方形應(yīng)時(shí),產(chǎn)生較大的體積膨脹。普通硅磚從常溫加熱到1450℃時(shí),體積膨脹率為1.5%-2.2%,而從1450℃冷卻到250℃時(shí),體積收縮,比較終殘留膨脹率為0.1%-0.9%。高品質(zhì)硅磚的殘留膨脹率不超過(guò)0.3%-0.4%。
(6)抗熱震性能;硅磚內(nèi)晶體因溫度變化劇烈而迅速變化,體積突然膨脹或收縮,產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,使硅磚破裂或剝落。所以硅耐火耐火磚的耐熱震性能較差,在850℃下水冷僅1-2次。但當(dāng)硅磚的使用溫度在600℃以上波動(dòng)時(shí),由于晶體沒(méi)有快速變化,其耐熱震性能較好。
(7)防渣性能。硅磚作為一種酸性耐火磚,對(duì)酸性、弱酸性爐渣和含有腐蝕性氣體的爐氣具有很強(qiáng)的耐腐蝕性。它還具有一定的抗腐蝕作用。因?yàn)楫?dāng)Si02與CaO或FeO共存時(shí),Si02吸收一定數(shù)量的Cao和FeO后,在高溫下產(chǎn)生兩種粘度較大的液相,不易形成熔滴或滲入耐火磚的孔隙。
如何實(shí)現(xiàn)硅磚熱風(fēng)爐的長(zhǎng)期保溫?
硅磚熱風(fēng)爐根據(jù)停爐時(shí)間的長(zhǎng)短和維修部位和設(shè)備,可采用不同的保溫方法。
(1)高爐6天內(nèi)的休風(fēng),熱風(fēng)爐有很多檢查項(xiàng)目,休風(fēng)前燒熱風(fēng)爐,把爐頂溫度燒到允許的比較高值即可。
(2)高爐10天內(nèi)的休風(fēng),熱風(fēng)爐沒(méi)有檢查項(xiàng)目,高爐休風(fēng)前冷卻熱風(fēng)爐,特別是降低廢氣溫度,保溫期間爐頂溫度低于700℃時(shí)燒爐,10天內(nèi)廢氣溫度不超過(guò)400℃。
如果是長(zhǎng)時(shí)間(大于10天)的保溫,則采用爐頂溫度低于750℃的燒爐加熱;如果廢氣溫度高于350℃,則進(jìn)行送風(fēng)冷卻,熱風(fēng)由熱風(fēng)總管通過(guò)倒流排放到大氣中。為防止熱風(fēng)竄入高爐影響施工,應(yīng)在倒流休風(fēng)管與高爐之間的熱風(fēng)管道內(nèi)筑一道擋墻。熱風(fēng)爐頂溫降至750℃時(shí),強(qiáng)制燃燒爐,再次燃燒爐時(shí)問(wèn)為0.5~1.0h,爐頂溫度達(dá)1100~1200℃。在350℃時(shí)進(jìn)行送風(fēng)冷卻。冷風(fēng)量在100~300m3/min左右,風(fēng)壓在5kPa左右,冷風(fēng)由其它高爐調(diào)撥或安裝通風(fēng)機(jī)。操作程序與熱風(fēng)爐的正常工作程序相同,每個(gè)熱風(fēng)爐輪流燃燒送風(fēng)。每個(gè)班每個(gè)硅磚熱風(fēng)爐大約更換一次。采用這種方法保溫100多天,效果非常好。
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