抗热震耐火隔热砖

  陶瓷辊道窑是近年广泛用千煅烧建筑陶瓷并也开始用于煅烧日用瓷的新型高效节能窑炉。我国许多建筑陶瓷产区都引进了这种窑炉。该窑烧成带用的耐火隔热砖是窑炉的关键炉材。因为它直接与火焰接触，所以应具有良好的耐热冲击性、高温体积稳定性、高温荷重转化温度、低导热性和隔热性。因此生产出了一种新型抗热震隔热砖。

  原料组成和结构

  选用工业氧化铝和苏州土为主要原料，少量加入唐山紫木节和蓝晶石。原料的化学组成见表1。

  表1 原料的化学组成

  提高紫木节的加入量会使热震稳定性降低。工业氧化铝为白色松散的粉末颗粒，由许多0.1微米粒径的γ-A1203晶体组成，平均粒径为40~70微米，呈立方结构，在1050~1500℃不可逆转化为a-Al203，同时伴有体积收缩。

  苏州土是白色轻质粘土，第一次莫来石化在1300~1500℃，而实际生成量仅为理论生成量的90%。从苏州土分解出的Si02与α-A1203在1300~1350℃左右生成二次莫来石，并伴有体积膨胀。

  蓝晶石含62.92%A1203和37.08%SiO2，其化学式为Al203·Si02。在加热过程中，它不可逆转化为莫来石和Si02混合物，并伴有体积膨胀，其转化率在79%左右。蓝晶石的转化温度为1100〜1410℃。

  通过以上分析可知，在烧结过程中因相变产生的体积收缩和膨胀基本相抵，而且在制定的烧成温度下可以完成莫来石化过程。原料中一定量的杂质也会促进莫来石的生成。

  生产工艺

  生产工艺流程

  生产工艺流程见下图。

  配料

  先加入聚苯乙烯球及粘土，搅拌均匀后再加入工业氧化铝和蓝晶石粉。先搅拌3分钟，再徐徐加水搅拌(最佳加水量为28%~30%)，待泥料成为均匀的可塑料后即可成形砖坯。

  成形

  借助钢模用可塑成形法成形砖坯，比浇注成形减少了成形水分，缩短了烘干时间。另外，用可塑法成形的砖坯尺寸容易控制，从而减少了制品的整形磨量。

  烧成

  采用倒焰窑烧成，烧成温度为1400~1410℃，保温4~6小时，以确保制品在烧成过程中莫来石化。

  机械加工

  根据用户需求，对烧成制品进行切割、磨削，制成标、普、异、特各种产品。

  经显微镜观察，抗热震耐火隔热砖的主晶相为莫来石，大多是隐晶质无定塑结构的微细松散球粒。球粒间已烧结，有少量柱状莫来石晶粒。次晶相为刚玉，呈柱状。玻璃相分散在晶粒间界，数量较少。组织结构：晶粒表面有一薄致密层，粒间已烧结，相互桥接，而聚苯乙烯球烧失，形成孔穴，从而构成多孔结构，气孔率大于60%。由于空气的热传导系数低，因此该砖具有较低的导热系数和优良的隔热性能。

  主晶相莫来石的熔点为1850℃，次晶相刚玉的熔点为2050℃，而且莫来石直接结合形成坚强的网络骨架。这种高熔点及坚固的结构骨架使制品在高温下具有体积稳定性、抗热震性和高温强度。使用实践也证明，不仅其工作寿命可与进口产品想媲美，而且价格还占有明显优势。

  以国内原料为基础，应用有机物烧失法和可塑成型法生产的抗热震耐火隔热砖具有优良的抗震稳定性、隔热性和高温结构强度，是一种优质高效节能新产品，完全可替代进口产品。该产品完全适合陶瓷辊道窑的工作条件，也可用于陶瓷梭式窑等其它窑炉中。