合成堇青石原料的研究及应用

【摘要】：高炉热风炉是高炉的重要附属设备之一,它是一种蓄热式的热交换器,热风炉耐火材料经常受到急冷急热产生热冲击,因而,对耐火材料的热震稳定性要求较高。我国热风炉平均风温一般为1000～1100℃左右,应用的耐火砖主要有粘土砖、高铝砖、莫来石砖和硅砖等。高铝制品由于物相组成的关系,热震稳定性差,近年来添加堇青石以改善其热震稳定性取得成效。天然堇青石矿储量少,且堇青石含量低,杂质多,因此工业上用多为人工合成堇青石。 本文采用高岭土、滑石、镁砂和工业氧化铝等原料合成堇青石,并探讨了几种添加剂对以高岭土、滑石和镁砂合成堇青石的性能影响,同时,研究了配料在热风炉组合砖的应用。 研究结果表明:通过X-Ray衍射分析,合成的堇青石以高温堇青石晶相为主,未发现其他晶相。在1340℃下,以高岭土、滑石和镁砂合成的堇青石含量95%,体积密度2.02g/cm~3,其热膨胀系数为2.04×10~(-6)/℃(20～800℃)。以高岭土、滑石和镁砂合成堇青石的烧成温度低于以高岭土、滑石和工业氧化铝合成堇青石的合成温度;在同样烧成温度下,以略偏氧化硅配方合成试样的堇青石相含量高于以理论化学组成合成的配方。添加碳酸钡和碳酸锂均能降低合成堇青石的热膨胀系数,其线膨胀系数可分别降到α=1.84×10~(-6)/℃,α=1.86×10~(-6)/℃(20～800℃)。