高鋁磚表面的網狀裂紋是高鋁磚生產中經常出現的缺陷。網狀裂紋產生的原因比較復雜。熟料的雜質含量(特別是R2O含量)、燒結程度、臨界顆粒尺寸、細粉加入量、泥料的混合質量、坯體干燥介質的濕度和溫度、坯體在燒戍過程中發(fā)生的收縮以及二次莫來石化反應和剛玉再結晶作用等,都會導致制品的表面網紋的產生。高鋁磚的燒結是液相燒結。液相的形成溫度和液相量,燒成時的升溫速度和氣氛條件也是導致不一致收縮、造成表面網紋的重要因素。
河南耐火材料廠認為,燒結程度和燒成氣氛及存在于氣相中的揮發(fā)物對高鋁制品表面網狀裂紋有很大影響。燒結不良的熟料在制品燒成過程中繼續(xù)收縮,引起制品開裂和產生裂紋。高鋁磚表面網紋的擴展程度有隨著原料吸水率增大而增大的趨勢。當基質相同時,骨料采用回轉窯熟料比采用土豎窯熟料其制品的網紋較輕、成品率較高。
由此可見,耐火磚的表面網紋開裂程度與所采用的熟料吸水率有很大的關系。熟料的吸水率越大,網紋的汗裂程度就越大。當用吸水率大的熟料制磚時,制品在燒戍過程中,熟料本身要繼續(xù)完成燒結過程,制品收縮較大,且不均勻,因而容易出現開裂和網紋。
燒結不良的熟料中,二次莫來石化不充分,在制品的燒戍過程中、熟料本身的二次莫來石化仍在繼續(xù)進行。這是制品收縮不一致的一個內在因素,導致了制品網紋數量的增多和開裂程度的加大。因此,熟料燒結不良是制品網紋產生的又一原因。
窯內燒成氣氛也是高鋁磚網紋產生的原因之一,燒制高鋁磚時,窯內氣氛需弱氧化焰,過??諝庀禂悼刂圃?/SPAN>1.1~1.2之間。實踐表明,制品表面網紋有隨過剩空氣系數增大而減少的趨勢。但是,網紋廢品的波動卻較大。因此,空氣過剩系數波動不宜過大。
此外,耐火磚表面網紋多產生于碼磚縫隙內的磚表面上。估計,當窯內過剩空氣系數小,或產生還原氣氛時,由于磚縫較小,CO容易在這些地方滯留,從而使制品中的Fe2O3還原成FeO;面向通道的耐火磚表面,氣流比較暢通,所以不會受氣氛變化的影響,沒有網紋產生。特別需要注意的是,在燒成過程中應盡量避免燃燒氣氛性質的頻繁變化。因為這種交替的變化作用將使表面受到損傷。從表面網紋較多的制品的表面和中心部位的化學分析可以看出:磚體表面的Al2O3比中心部位高1~2%,而SiO2低1~2%。耐火磚磚體表面的Na2O卻比中心高10倍以上。從磚體表皮和中心部位的物相分析也可以看出:表皮莫來石含量比中心部位低12%,剛玉含量高4~5%,玻璃相含量高7~8%。
至于Na2O的遷移過程,可以從工業(yè)氧化鋁中Na2O的變化得到說明。工業(yè)氧化鋁中原有Na2O 0.5~0.7%,經過預燒后,僅含0.01~0.03%,說明工業(yè)氧化鋁中的Na+揮發(fā),并吸附在高鋁磚的表面上。Na+將莫來石分解,使制品表面的莫來石減少,剛玉增加,玻璃相增加。由于表面的液相量的增多和提前出現,使磚休表面過早收縮,導致網紋的產生。
據此,為了避免和減少網紋的產生,對Ⅰ、Ⅱ級高鋁礬土熟料的吸水率應分別控制在4%和5%以下。對筒磨粉的吸水率也應控制在6%以下。至于過剩空氣系數,應控制在1.1~1.2之間為宜,而且應該通過熱工調整,使高鋁磚的燒戍始終處于穩(wěn)定的弱氧化焰之中。
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