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            影響均化料質量的主要因素有哪些?

            發布日期: 2020-09-29 08:30:58    閱讀量(185)    作者:

            鋁硅質合成原料,其主要礦物組成是莫來石,只是根據其氧化鋁含量的不同,礦物構成會由莫來石+玻璃相和莫來石+剛玉相為主之分,其質量高低主要由燒結質量、化學礦物組成及顯微結構來評價,分析影響均化料的質量因素即可從莫來石的合成入手。

            1、研磨粒度對合成原料燒結質量的影響

            均化料的燒結主要是靠Al2O3和SiO2間的固相反應完成的,影響固相反應的因素很多,也很復雜,提高原料的分散度,增加Al2O3和SiO2的晶格缺陷,將會增加固相反應的速度;據我公司(原山耐廠)工業氧化鋁級莫來石合成的研究將配料充分磨細到8μm的質量分數達到80%以上,甚至小于5μm的微粒質量分數占80%以上,是促使合成莫來石的固相反應充分進行的重要工藝條件。

            一般的均化料生產,粒度按≤0.037mm控制,實質影響莫來石轉化的關鍵就是微米級的顆粒;在不引入促燒劑的前提下,粒度較粗勢必要通過提高燒成溫度和增加保溫時間來達到充分燒結的目的,導致增加燃料消耗對于成本控制帶來不利影響,同時合成料的致密度也會受到影響。

            2、雜質對均化料性能的影響

            從合成莫來石的研究知道,莫來石的合成,少量的雜質成分就會降低莫來石相的含量;在工業生產中,雜質主要有RO、R2O、TiO2、Fe2O3等,其中以R2O的危害最大,R2O抑制莫來石的形成,在高溫下導致莫來石分解,產生富硅玻璃。

            (1)當TiO2含量較低時,只起礦化劑的作用,僅在TiO2含量較高時才起雜質作用,增加玻璃相量。對Al2O3-SiO2-TiO2系的研究知,TiO2的影響取決于A/S質量比,Al2O3(w)含量65%、SiO2含量(w)30%、TiO2含量(w)5%時莫來石化程度最高;TiO2是鋁礬土中含量較高的雜質,在二級鋁礬土中,TiO2主要與莫來石形成固溶體,進入玻璃相少,盡管對燒結不利,但可以提高材料高溫力學性能;在特級、一級和三級鋁礬土中,TiO2進入玻璃相較多,增加液相量,降低液相黏度,利于燒結,對高溫性能不利。

            (2)在均化料中每增加1%(w)的Fe2O3,玻璃相含量約增加0.7%(w)。Fe2O3的增加對莫來石和剛玉含量的影響不明顯,它的破壞作用僅局限于延緩莫來石生成,并增加玻璃相量,有利于促進燒結。

            (3)堿金屬氧化物R2O(K2O,Na2O)是強的助熔劑,在較低的溫度下形成液相。R2O的存在,首先是阻礙二次莫來石化進程,其次是對莫來石起分解作用,增加非晶質相,使熟料可能具備的高溫性能因大量玻璃相的存在而急劇惡化。A/S比相近而R2O含量不同時,每增加1%(w)的K2O,玻璃相相應增加約7%(w),莫來石減少15%~20%(w),剛玉增加8%~13%(w),荷重軟化溫度降低120℃。

            (4)RO(MgO,CaO)同樣能使莫來石分解,生成假藍寶石(或鈣長石)和剛玉相。有少量CaO存在時,則形成鈣長石,而鈣長石-莫來石-鱗石英的共熔溫度為1345℃,共溶相組成(w)為:CaO9.8%,Al2O319.8%,SiO270.4%。CaO含量為1%(w)時,其生成的共擦液相達10%(w),顯然對熟料的高溫性能不利。

            3、燒成制度的影響

            燒成制度對坯體的密度及顯微結構起著決定性作用,從而對產品性能也起決定性作用。升溫速度、最高燒成溫度、在最高溫度下的保溫時間及冷卻速度和燒成氣氛都直接影響莫來石的形成和晶體發育長大。通常燒結溫度低于固相反應物的熔點(Tm)或反應體系的低共熔溫度,硅酸鹽的燒結溫度為0.8?9合成莫來石一般在1200℃即開始形成,純度較高時到1650℃時完成,此時呈微晶狀,當溫度超過1700℃時晶體才發育良好;適當的溫度會使莫來石晶相增多,成長為相互交織的網狀結構,使產品性能得到提高,但是過高的燒成溫度使坯體易變形,造成過燒或形成大氣泡,導致產品性能惡化;氧化氣氛有利于莫來石的生成。提高溫度或延長保溫時間將使晶體變大,玻璃相少則結晶細小,形成針狀莫來石需要液相,無液相則生成片狀莫來石,針狀莫來石晶體具有最佳的抗熱震性;燒成溫度和保溫時間要根據下游客戶生產產品的方向和種類生產不同的均化合成原料才能達到最好的效果,如熱風爐用莫來石,應盡量采用高溫合成,使莫來石充分發育,減少晶格缺陷,提高抗蠕變性能;用于陶瓷方面的莫來石熟料,合成溫度不宜太高,因晶粒長大或二次重結晶對制品強度不利。

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