无机耐火材料 第三章ppt课件.ppt

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1、第三章硅质耐火材料◆SiO2变体及晶型转变◆　鳞石英的熔点及结晶特性◆　矿化剂的选择原则及其种类◆　硅砖的生产工艺及其性能2021/7/29硅砖SiO293-98%酸性◆抗酸性渣侵蚀；◆荷重软化温度（1640－1690℃）≈耐火度（1690－1730℃）；◆导热性好；◆热震稳定性高（＞600℃）。—焦炉、玻璃熔窑、隧道窑的拱顶、各种窑炉的架子砖等。2021/7/29SiO2变体的性质变体名称稳定温度，℃晶系结晶习性常温下真比重熔点，℃β-石英＜573三方柱状2.6511713α-石英573~870六方2.533γ-鳞石英常温~117

2、斜方矛头状双晶2.27~2.35（天然）2.262~2.285（人工）1670β-鳞石英117~163六方2.24α-鳞石英870~1470六方蜂窝状结构2.228β-方石英180~270斜方2.33~2.34（天然）2.31~2.32（人工）1730α-方石英1470~1713等轴2.229石英玻璃＜1713非晶质2.2032021/7/29SiO2变体的性质2021/7/29SiO2变体的性质互变性转变体积变化，%转变温度，℃转变方式β-石英→α-石英+0.82573位移型转变γ-鳞石英→β-鳞石英+0.28117β-鳞石英→α

3、-鳞石英+0.2163β-方石英→α-方石英+2.8180~270α-石英→α-鳞石英+12.7870重建型转变α-石英→α-方石英+17.41200~1350α-鳞石英→α-方石英+4.71470α-方石英→熔体+0.11713熔融石英→α-方石英-0.4~1200SiO2不同变体间转变时的体积变化2021/7/29SiO2变体的性质鳞石英矛头双晶（熔点1670℃）方石英含量与侵蚀量的关系（熔点1723℃）2021/7/29SiO2变体的性质纯SiO2变体的△G-T图2021/7/29SiO2变体的性质矿化剂选择原则*有二液区；*

4、*形成液相温度＜1470℃（鳞石英的最高稳定温度）2021/7/29矿化剂理想的矿化剂应具备如下条件：①能与SiO2作用，并在不太高的温度下形成液相（一般应在1300～1350°C以前），而且对系统的耐火度降低不大；②能够形成足够数量的液相。液相应具有低的粘度及较强的润湿石英颗粒表面的能力。液相的数量随温度升高变化不大；③液相的结构应有利于鳞石英析晶（O/Si=2.50液相中阴离子因为[Si2O5]2-并溶解不稳定变体，而在1470°C以下对稳定变体溶解度很小。)④矿化作用不过于激烈，烧后制品不产生裂纹；⑤矿化剂不具备水溶性，在坯体

5、中易于分布均匀；价格合理，易于制备。2021/7/29CaO、FeO、MnO及其复合物是硅质耐火材料的常用矿化剂。在实际生产中为了保证得到更高的鳞石英化程度，一般很少采用单一的矿化剂，而是同时加入两种氧化物作矿化剂（复合矿化剂），如CaO+FeO矿化剂。轧钢皮、平炉渣、硫酸渣和石灰乳都是良好的矿化剂，其中采用较多的是轧钢皮和石灰乳。以轧钢皮做矿化剂时，要求FeO+Fe2O3＞90%，颗度＜0.088mm≥80%，＞0.5mm≤1%～2%。硅石原料硅砖品种FeO+Fe2O3/%CaO/%结晶硅石1焦炉砖0.5～0.82.0～3.0结晶

6、硅石2焦炉砖1.02.0～2.5结晶硅石2电炉砖1.01.4～1.7胶结硅石1焦炉砖0.51.8～2.5胶结硅石1电炉砖0.31.4～1.75矿化剂的加入量通常不应超过3%～4%，否则会强烈降低系统的耐火度。一般的矿化剂配合加入情况如表所示。表矿化剂的加入量矿化剂2021/7/29含SiO2的二元系统类型有二液区CaO-SiO2FeO-SiO2MgO-SiO2TiO2-SiO2Cr2O3-SiO2不含二液区Al2O3-SiO2Na2O-SiO2K2O-SiO22021/7/29含SiO2的二元系统类型CaO-SiO2系∵液化温度17

7、07℃，二液区宽度1-27.5CaO，二元共熔点1436℃∴CaO可用作矿化剂；硅砖可以单独吸收27.5%CaO而不致崩溃。2021/7/29图中点号相平衡关系平衡温度/K组成（质量分数w/%）CaOSiO2PCaOƒL28431000QSiO2ƒL19960100Aα–方石英+LBƒLA19780.699.4Bα–方石英+LBƒLA19782872Cα–CS+α–鳞石英ƒL17093763Dα–CSƒL181748.251.8Eα–CS+C3S2ƒL173354.545.5FC3S2ƒα–C2S+L173755.544.5Gα–C

8、2SƒL27036535Hα–C2S+C3S2ƒL232367.532.5MC3SƒCaO+L242373.626.4Nα´–C2S+CaOƒC3S152373.626.4Oβ–CSƒα–CS139851.848.2Rα´–C2Sƒα