高铝砖产生裂纹的原因简析及改善措施.pdf

第37卷第1期
山东治金
Vol37 No I
2015年2月
Shandong Metallurgy
February 2015
生产技术
高铝砖产生裂纹的原因简析及改善措施
张成库,李慧雯,邵红
(山东耐材集闭鲁耐窑业有限公司,山东淄博255200
摘要:分析了原料、泥料、成型、干燥、装车、烧成等方面可能导致高铝砖裂纹的原因以及相应的改善措施,高铝砖产生裂
纹的原因是多方面的,可能有一种或者儿种因素共同起作用,应结合实际采取针对措施,减少以致消除其危害,提高高铝砖
产品的合格率。
关键词:高铝砖;裂纹;二次莫来石化:压裂
中图分类号:TQ175.71*2.2
文献标识码:B
文章编号:1004-4620(2015)01-0015-03
控制,按照YBT5179-2005《高铝矾土熟料》的要
前言
求,KO和Na2O含量0.35%~0.6%,尽量采用杂质
高铝砖是AlO,含量在48%以上的硅酸铝质制含量低和烧结程度好的原料进行生产。
品,按照GB/T29882004《高铝砖》分类,高铝砖
般通过检测熟料的吸水率来判断熟料的烧
按理化指标分为:LZ80、1275、L265、LZ5512748共5结程度。生产过程中可以采用吸水率低的的熟料
个牌号?,常用于砌筑高炉、热风炉、电炉炉顶、鼓风来生产高铝砖,可以有效降低制品表面的裂纹。实
炉、反射炉、水泥回转窑内衬、玻璃熔窑的蓄热室和践表明,为了避免和减少高铝砖表面网络裂纹产
风火隔墙。在高铝砖的生产过程中,因为产品表生,对CL-50~CL-90高铝矾土熟料的吸水率分别
面和内部产生裂纹而造成的废品是高铝砖的主要控制在2.5%~5.0%以下。
废品类型。在生产过程中,就要根据造成高铝砖裂2.2泥料原因及改善措施
纹的各种因素进行调整改善,来降低高铝砖裂纹发
泥料中的临界颗粒尺寸、细粉加入量、泥料的
生的概率,提高高铝砖产品的合格率。
混合质量都会影响高铝砖半成品产生裂纹。如基
2裂纹原因分析及改善措施
质料一般由细粉组成,烧成过程中产生收缩,而颗
粒一般是产生膨胀,两者之间产生较大的变形差而
2.1原料原因及改善措施
引起内应力,从而使制品产生裂纹。
生产高铝砖用的主要原料高铝矾土熟料的杂
改善措施:高铝砖泥料搅拌时,必须严格控制
质(特别是K2O和Na2O)和烧结程度会使制品表面产加料顺序,混练时先加入颗粒料干混1~3mina,然后
生裂纹。烧结不良的熟料在制品烧成过程中继续加入纸浆结合剂混练2~3min,最后加入细粉混
收缩且不均匀,引起制品开裂和产生裂纹;同时,在6~8min,纸浆有效混练时间不低于10min。铝砖
制品的烧成过程中,烧结不良的熟料本身的二次莫的泥料粒度常规控制参数:3-2mm,18%±5%;
来石化(3-Al102+2Si02→3A1012Si02,1200~15000.5~0.1m,15%t5%;<0.1mm,40%±5%。水分
C)仍在继续进行,二次莫来石化主要是指高铝砖含量<1.5%,实际生产时可以通过调整临界颗粒尺
生产中结合黏土的SiO2与高铝熟料的A2O2反应生寸、细粉加入量,同时可以引入适量的膨胀剂或者
成莫来石,并伴随体积膨胀(约10%),造成制品收缩热膨胀率较小的颗粒料,并制定合理的泥料控制参
不一致,导致了制品表面裂纹数量的增多和开裂程数,以提高泥料的混合质量。
度的加大
2.3成型原因及政善措施
改善措施:高铝砖的主要矿物组成为莫来石、
高铝砖成型通常采用300T以上摩擦压力机或
刚玉和玻璃相。随着制品中Al202含量的增加,莫来自动压砖机成型。由于制品砖型、成型模具、布料
石和刚玉相的数量也增加,玻璃相相应减少,制品不均、操作和压力等原因造成的裂纹,最大特点是
的耐火度和高温性能随之提高。实际生产高铝砖规律性强,裂纹的深度、位置、方向基本一致。
时,要注意对所用的高铝矶土熟料的杂质含量进行
1)砖型的原因:由于不同砖型采用不同的模具
收稿日期:2014-08-18
进行压制,带孔、舌槽或拐角的模具结构设计不合
作者简介:张成库,男,1982年生,2009年毕业于辽宁科技大学材料
理,舌槽较多且多在模帮面上不易成型,且两侧模
科学与工程专业。现为山东耐材集团鲁耐窑业有限公司质量处助
理工程师,从事质量检测技术工作。
帮均为活板,出模后极易导致裂纹的产生。
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l东冶金
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2)成型模貝设计不合理:由于成型模具设计缺慢加压,保证打压次数,注意不要“短程快打”和“满
少排气槽、排气孔,砖坯成型出模时易出现裂纹。
程很打”,以减少内部裂纹的产生。
3)成型模具安装和使用不合理:模具安装不合2.4干操原因及改詟措施
理,砖坯成型出模时易出现裂纹。模具使用过程
由于坯体干燥敏感程度,干燥介质湿度、温度
中,模具磨损后成型过程中模型与泥科相互磨擦,时间的不同会造成干燥时砖坯产生表面裂纹。砖
模壁表面的光洁度和硬度受到一定的磨损,易造成坯干燥过程中,坯体中水分被蒸发的同时,体积也
孔、舌、槽或拐角处出现裂纹。
逐渐缩小。由于坏体干燥速度和收缩速度总是外
4)布料不均的原因:布料不均,易使高铝砖砖快内慢,当其收缩量超过泥料的弹性系数(1%
坯边部与中间部位等的密实度不同,坏体在千燥过2%)时,即产生网状裂纹。
程中,因四周的密实度低于中间,边部温度高于中
改善措施:根据传型大小,制定出合理的干燥
间温度而导致边部水分蒸发快,中间水分蒸发慢,制度,确保干燥温度适中和干燥时间充足。如:大
形成边部脱水率大于中部的状况,当边部脱水收缩异型砖干燥前套塑料袋,先低温、后高温干燥,延长
过快时,坯体边部即产生裂纹。
干燥及烧成时间,确保干燥效果,减少干燥时产生
5)成型操作和成型压力的原因:成型操作时,的裂纹。
“短程快打”,“满程很打”,虽然大部分气体被排除,
合理调控干媟介质的湿度和温度,降低因温度
但仍有一小部分气体被压缩未被完全排出,当此压过高、砖坯内外收缩不一致导致的表面裂纹,确保
力超过砖坯的断裂强度,就会造成砖坯产生内部横半成品的干燥时间。一般单重≤150kg的砖坯进高
向裂纹。
温干燥洞(90~130℃),干燥时间16~24h,干坯残
改善措施:
余水分≤1.5%。单重15.1~25.0kg的砖坯:先在干
1)针对带孔、舌、槽或拐角的砖型,可以设计合洞低温区域(60~90℃)干燥1d,再进干燥洞高
适的倒角和锥度参数,压制前模帮刷少量石墨和油温区域(80~120℃)于燥1d,确保干坯残余水分≤
的混合物,以方便砖出模,减低因模具结构设计不1.5%。单重25.1~60.0kg的砖坯,先进低温干燥洞
合理而产生的裂纹。
(50~90℃)千燥7d,再倒入高温千燥洞(>130℃)
2)合理设计模具,在所有顶底板侧面均加工2干燥7d以上,确保干坯残余水分≤1.0%。单重>
mm(宽)x1mm(深)的排气槽,排气槽间距100mm,60kg:传坯装干燥车后罩塑料袋,顶部扎1.0mm小
以方便成型操作时气体的排出,减少砖坯成型出模孔,先进低温干燥洞(50~90℃)干燥7d,取下塑料
时出现裂纹
袋,再进入高温干燥洞(90~130℃)干燥8d以上,