20世纪20~30年代,英国、美国对印度及本国的硅线石族原料进行了研究。制成的砖根据加入的粘土数量的不同,Al2O3含量在42%~60%之间。美国将用一水铝石制造的砖称为高铝砖。这种砖主要用于锅炉及陶瓷工业方面。尽管高铝砖具有优良的使用性能,但它们的价格高,使用受到限制。
用途
高铝砖是在粘土砖的基础上,改变了Al2O3/SiO2比,提高了Al2O3含量,因而耐火度及高温机械强度都优于粘土砖,化学性质亦趋中性。可以这样认为,各种热工设备原用粘土砖的部位都可以由高铝砖取代,同时也可取代某些部位的硅砖。高炉、热风炉、电炉顶、盛钢桶、水泥窑、玻璃窑及化学工业用窑炉,使用高铝砖后提高了作业温度,延长了寿命,所以高铝砖已广泛用于各种热工设备。
高铝砖在平炉的水套上使用,寿命由硅砖的150炉次提高到301炉次以上。在电炉盖上使用,寿命高达107~173炉次,比硅砖炉盖提高2~5倍。高铝塞头与水口砖代替粘土塞头水口砖后,克服了浇注沸腾钢时经常发生的漏钢现象。
单从高铝砖来说,铝含量超过48%有就都可以叫做是高铝砖,还有55%、65%、75%、80%、85%不同铝含量的高铝砖,可以在不同温度下在炉衬内使用。但高铝砖不适合在酸性或是碱性炉衬内使用,高铝砖的成分是铝,生产技术工艺是按不同比例的高铝颗粒加入高铝粉,经过高压成型、高温烧结而成。强度高、热震稳定性好。
高铝砖中的铁含量对其性能的影响是的,高铝砖中的铁元素能够降低其耐火度,主要原因在于铁的氧化物在高温下易于形成低熔点液相。同时,铁元素在高温环境中容易和其他物质发生反应,进而改变高铝砖的内部结构,致使其高温强度降低。铁含量较高会使高铝砖的热导率增大,导致热量传递加快影响其隔热效果和能源利用效率,所以高铝砖的生产过程中,对原料中的杂质含量有严格的要求。
在高铝砖的生产过程中,一些常见的铝含量的高铝砖的铁含量是固定的,例如,48%高铝砖原料采用 60%高铝矾土熟料,铁含量需在 3.0%以内;55%高铝砖原料采用 65%高铝矾土熟料,铁含量需在 2.5%以内;65%高铝砖原料采用 75%高铝矾土熟料,铁含量需在 2.2%以内;75%高铝砖原料采用 85%高铝矾土熟料,铁含量需在 2.0%以内;80%高铝砖原料采用 88%高铝矾土熟料,铁含量则要在 1.5%以内。所以,严格的控制铁含量对高铝砖的质量是非常有必要的。
如何控制高铝砖中的铁含量不仅要从原料上进行控制,而且在生产工艺上也要进行控制,目前原料生产厂商通常通过选矿提纯、除铁等工艺来控制原料中铁含量,以满足生产不同等级高铝砖的要求,确保高铝砖能在相应环境中发挥良好性能,而生产过程中也要对原料配比进行把控,从而减少高铝砖中的铁含量,这样不仅是高铝砖的一个质量,而且,在其他耐火材料的生产过程中也是非常有必要的。