1.添加成分
在耐火原料研究与生产中,为了促进其高温物相变化和降低烧结温度或扩大烧结温度范围,有时添加少量其他成分。按其作用不同通常有矿化剂、稳定剂、烧结剂等。他们的加入量很烧,但却能明显地降低原料的生产成本或改善耐火材料的性能。添加成分的作用与机理是耐火源料烧结研究中的重点,受到普遍重视。一些耐火原料的添加成分与作用效果列于表1-9中。
表1-9 耐火原料的添加成分与作用
原料种类 |
添加成分 |
作用与效果 |
低铝莫来石(煅烧高岭土) |
钾长石 |
消除方石英相,形成无定型玻璃相,促进莫来石晶体形成针状体交织的网络结构 |
矾土 |
锆英石 |
当锆英石加入量大于30%后,1300℃以上时改善力学性质;1300—1400℃,材料内玻璃相的粘度增加,提高材料的高温强度 |
合成莫来石 |
蓝晶石 |
在一次莫来石化开始时形成数量很多的针状晶核,促进最终获得呈长柱状连锁交织结构的莫来石熟料,提高其机械强度与热震性稳定性 |
MgCO3 AlF3 |
添加MgCO3(0.3%—0.5%),烧结温度降低,莫来石生成量增加;AlF3促进莫来石形成并使之致密化 | |
钛酸铝 |
Fe2O3 |
少量Fe2O3显著加速钛酸铝的合成反应,改善其结构与性能 |
MgO |
促进烧结,稳定钛酸铝 | |
ZrO2 |
改善钛酸铝的结构与性能,显著提高其稳定性 | |
铝镁尖晶石 |
B2O3 MgF2 |
促进反应和降低烧结温度,促进晶体生长与再结晶,加快尖晶石形成速度 |
镁钙砂 |
Fe2O3 Al2O3 TiO2 |
促进MgO,CaO的晶体发育,改善镁钙砂的显微结构,提高其抗水化性能 |
白云石 |
CeO2 La2O3 Fe2O3 |
加入稀土氧化物和Fe2O3可以显著促进白云石的烧结,提高白云石熟料的抗水化性能 |
堇青石 |
锆英石 |
扩大堇青石的烧结温度范围 |
铝酸钙水泥 |
CaCl2 Na2SO4 酒石酸 |
添加CaCl2及Na2SO4,凝结时间缩短;添加酒石酸,凝结时间延长,耐压强度提高 |
2.烧失量(LOI)
在进行耐火材料的分析时,除主成分氧化物和副成分的含量外,通常还要测定其烧失量(Loss on ignition,缩写为LOI),即将在105—110℃烘干的原料在1000—1100℃灼烧后失去的重量百分比。原料烧失量的分析有其特殊意义。它表征原料加热分解的气态产物(如H2O,CO2等)和有机质含量的多少,从而可以判断原料在使用时是否需要预先对其进行煅烧,使原料体积稳定。
按照化学分析所得到的成分,可以判断原料的纯度,大致计算出其耐火性能,借助有关相图也可大致计算出其矿物组成。
耐火原料的化学成分分析使按专门的方法进行的,国际标准和国家标准中做了规定,今年来化学分析方法不断朝着加快分析速度和提高分析精度的方向发展,如络合物滴定,比色分析,火焰光度法,光谱分析和X射线荧光分析等。
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