高鋁耐火磚產生裂紋原因分析

生產高鋁耐火磚時經常出現的缺陷，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、坯體在燒成過程中發生的收縮以及二次莫來石化反應和剛玉再結晶作用等，都會導致高鋁磚的表面產生網紋。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，造成表面網狀裂紋的重要因素。
燒結程度和燒成氣氛及存在于氣相中的揮發物對高鋁耐火磚表面網狀裂紋具有很大的影響。燒結不良的熟料在高鋁磚燒成過程中繼續收縮，引起高鋁磚開裂和產生裂紋；同時燒結不良的熟料中，二次莫來石化不充分，在高鋁磚的燒成過程中，熟料本身的二次莫來石化仍在繼續進行，這是造成高鋁磚收縮不一致的一個內在因素，導致了高鋁磚網狀裂紋數量的增多和開裂程度的加大。高鋁磚表面的網狀開裂程度還與所采用熟料的吸水率有著密切關系。熟料的吸水率越大，網紋的開裂程度就越大。當用吸水率達的熟料制磚時，高鋁磚在燒成過程中熟料本身要繼續完成燒結過程，高鋁磚收縮較大，且不均勻，因而容易出現開裂和網紋。另外窯內燒成氣氛也是高鋁高鋁磚產生網狀裂紋的原因之一，燒成高鋁高鋁磚時，窯內氣氛需弱氧化焰，過剩空氣系數控制在實踐表明，高鋁磚表面網絡裂紋有過剩空氣系數增大而減少的趨勢，但是空氣過剩系數波動不宜過大。
此外，高鋁耐火磚表面網狀裂紋多產生于碼磚縫隙內的磚表面。因此可以推斷，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，從而使高鋁磚中的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，沒有網絡裂紋的產生。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。
由表面網狀裂紋較多的高鋁磚的表面和中心部位的化學分析可以看出，高鋁耐火磚體表面的Al2O3比中心部位高1%-2%,而SiO2低1%-2%，NaOb比中心高10倍以上。由物相分析可知，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%。這說明在Na2O的遷移過程中，Na+揮發并吸附在高鋁磚表面上，它將促進使莫來石分解，使高鋁磚表面的莫來石減少，剛玉、玻璃相增加。由于表面的液相量的增多和提前出現，使磚體表面過早收縮，導致網紋的產生。
實踐表明，為了避免和減少網絡裂紋產生，對1、2級高鋁礬土熟料的吸水率分別控制在4%-5%以下，對筒磨粉的吸水率也應控制在6%以下，過剩空氣系數控制在1.1-1.2之間為宜，而且應該通過熱工調整，使高鋁磚的燒成處于穩定的弱氧化氣氛中。
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