Высокоглиноземистый огнеупорный кирпич называют высокоглиноземистым кирпичом. Его основной минеральный состав — муллит, корунд и стеклофаза. По мере увеличения содержания Al2O3 в высокоглиноземистых кирпичах увеличивается также количество муллитовой и корундовой фаз, соответственно уменьшается стеклофаза, соответственно повышаются огнеупорная стойкость и жаропрочность изделий. Увеличение количества стеклофазы и снижение вязкости приведет к разрушению структуры высокоглиноземистого кирпича. В частности, присутствие KO и NaO не только снижает температуру образования жидкой фазы, но и снижает вязкость жидкой фазы, что приводит к быстрому снижению жаропрочности продукта. Для высокоалюминиевых изделий с содержанием Al2O3 менее 72% единственной устойчивой к высоким температурам кристаллической фазой является муллит, количество которого увеличивается с увеличением содержания Al2O3; для высокоалюминиевых изделий с содержанием Al2O3 более 72% устойчивыми к высоким температурам кристаллическими фазами являются муллит и Для корунда с увеличением содержания Al2O3 количество корунда увеличивается, а количество муллита уменьшается, что соответственно увеличивает жаропрочность изделия.
Поэтому высокоглиноземистый кирпич делят на три уровня по содержанию AL2O3. Высокоглиноземистые кирпичи первого уровня имеют содержание Al2O3 более 75%; высокоглиноземистые кирпичи второго уровня содержат 60%-75% Al2O3; а высокоглиноземистые кирпичи третьего уровня имеют содержание алюминия 48%-60%. , Al2O3 менее 48% принято называть глиняными кирпичами.
Свойства высокоглиноземистого кирпича третьего сорта и глиняного кирпича схожи, а их основными кристаллическими фазами являются муллитовая и стеклянная фазы. Поскольку его характеристики при высоких температурах лучше, чем у глиняного кирпича, изделия с высоким содержанием алюминия третьего уровня можно использовать везде, где можно использовать глиняный кирпич. Основной кристаллической фазой высокоглиноземистого кирпича второго ряда является муллит. Высокотемпературные характеристики этого вида изделий значительно лучше, чем у глиняного кирпича: основными кристаллическими фазами первоклассного высокоглиноземистого кирпича являются муллит и корунд. Поскольку корунд обладает более высокой химической стойкостью и огнестойкостью, чем муллит, тем выше содержание корунда в изделии. , тем выше устойчивость продукта к высоким температурам и эрозии. Однако коэффициент теплового расширения корунда намного больше, чем у муллита, поэтому чем выше содержание корунда, тем ниже его термостойкость.
Важными рабочими свойствами высокоглиноземистого кирпича являются температура размягчения нагрузки и ползучесть при высоких температурах. Температура размягчения загрузки увеличивается с увеличением содержания AL2O3 в продукте, как показано на рисунке ниже. Температура размягчения нагрузки высокоглиноземистого кирпича с содержанием Al2O3 менее 70% зависит от количественного соотношения кристаллической фазы муллита и жидкой фазы. Для муллитокорундовых изделий с содержанием Al2O3 от 70% до 90% по мере увеличения Al2O3 температура размягчения нагрузки существенно не увеличивается. Это связано с тем, что компоненты Fe2O3 и TiO2 в сырье несколько увеличиваются с увеличением Al2O3, что изменяет количество и свойства высокотемпературной жидкой фазы. Кристаллическая фаза муллита частично размягчается при высоких температурах, а количество корунда, хотя и увеличивается, не может образовывать скелет, что не приводит к значительному повышению температуры размягчения под нагрузкой. Только когда содержание Al2O3 в продукте превышает 90% или даже достигает более 95%, основной кристаллической фазой в продукте является корунд, скорость прямой связи между кристаллическими зернами значительно улучшается, и жидкая фаза существует только в зазоры между кристаллическими зернами и его нагрузка. Температура размягчения значительно увеличивается.
Поведение высокотемпературной ползучести высокоглиноземистых кирпичей выражается скоростью ползучести. Скорости ползучести при кручении высокоглиноземистых кирпичей первого и второго уровней одинаковы. При температуре 1200 градусов скорость ползучести составляет 0,25~0,29×10-5Rh, тогда как у высокоглиноземистых кирпичей третьего уровня — 3,5×10 при той же температуре. -5r·h, в 10 раз выше, чем у высокоглиноземистых кирпичей первого и второго сорта.
Фазовый анализ показывает, что содержание стеклофазы в высокоглиноземистых кирпичах первого и второго уровней составляет от 7% до 9%, а в высокоглиноземистых кирпичах третьего уровня - 20%. Скорость ползучести связана не только с содержанием стеклофазы, но также с составом и составом стеклофазы. Связано с высокотемпературной вязкостью. Вязкость жидкости высокоглиноземистого кирпича третьего уровня при температуре 1200 градусов составляет только половину вязкости жидкости высокоглиноземистого кирпича первого уровня и 26% вязкости высокоглиноземистого кирпича второго уровня. Таким образом, в ползучести высокоглиноземистых кирпичей третьего уровня ведущую роль играет стеклофаза, а в кирпичах первого и второго уровня помимо эффекта стеклования важную роль играет зернограничная ползучесть. Чем выше скорость прямой связи между кристаллическими фазами, тем больше эффект ползучести границ зерен. Тем более это очевидно. Очевидно, что повышение чистоты сырья, изменение химического и минерального состава матрицы, уменьшение количества стеклофаз и корректировка состава стеклофазы в процессе производства являются ключом к улучшению свойств высокотемпературной ползучести. Это также может улучшить стабильность объема при высоких температурах и устойчивость к шлаку.
Термическая устойчивость высокоглиноземистого кирпича низкая, что тесно связано с фазовым составом продукта. В производстве такие меры, как регулирование состава частиц бурового раствора и улучшение характеристик структуры частиц продукта, обычно используются для надлежащего улучшения его термостойкости. Добавление соответствующего количества синтетического кордиерита, порошка циркона и т. д. к ингредиентам для получения изделий с высокой термостойкостью и высоким содержанием алюминия позволило добиться определенных результатов.
Высокоглиноземистый кирпич широко применяется в качестве футеровочного материала теплового оборудования, применяемого в таких отраслях промышленного производства, как металлургия, машиностроение, нефтехимическая промышленность, энергетика и легкая промышленность.
