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多數(shù)耐火骨料顆粒為多相多晶物料,因此耐火骨料顆粒形狀既與材料本身的各相晶體結(jié)構(gòu),結(jié)晶習(xí)性和雜質(zhì)含量有關(guān),也與材料的加工處理方法有關(guān)。如采用電熔法制得的莫來石,因莫來石是從熔體中析出來的,多為自形晶,故按莫來石的結(jié)晶習(xí)性,多呈柱狀多晶聚集體,破碎時(shí)是沿著結(jié)合力較差的長度方向晶界斷裂、破碎后的頤粒也多呈柱狀多晶顆粒。而燒結(jié)法制得的莫來石,因晶體的發(fā)育生成受到周圍環(huán)境的制約,有針狀、柱狀、板狀和粒狀等形態(tài),而且是無規(guī)則的互相穿插生長,因而破碎后的顆粒無規(guī)則形態(tài),有片狀、針柱狀、梭角狀等形態(tài)。另一方面,破碎后的耐火骨料顆粒形態(tài)還與材料本身的致密度和破碎方式有關(guān)。如對特致密和高致密的高鋁礬土熟料而言,如果采用沖擊式的或擠壓式的破碎方式,破碎出來的骨料顆粒多呈片狀或梭角狀;如果采用研磨式的破碎方式,則多呈不規(guī)則的粒狀或近圓球狀。因此要制取較適合不定形耐火材料的骨料顆粒形狀應(yīng)選用較合適的破碎方式。
抗渣性
粗粒度骨料的顆粒之間孔隙較大,爐渣容易滲入這些孔隙中,與耐火材料發(fā)生反應(yīng),降低耐火材料的抗渣性。
細(xì)粒度骨料可以使耐火材料的結(jié)構(gòu)更加致密,減少爐渣的滲透通道,提高抗渣性。但如果細(xì)骨料的粒度太細(xì),在高溫下容易與爐渣中的成分發(fā)生反應(yīng),反而降低抗渣性。因此,需要根據(jù)具體的使用環(huán)境和爐渣成分,選擇合適粒度的耐火骨料來提高耐火材料的抗渣性。
抗熱震性
粗粒度骨料在溫度急劇變化時(shí),由于其熱膨脹系數(shù)相對較大,顆粒之間容易產(chǎn)生微小的裂縫,這些裂縫可以緩解熱應(yīng)力,從而提高耐火材料的抗熱震性。
細(xì)粒度骨料在受熱時(shí),熱應(yīng)力集中在較小的區(qū)域內(nèi),容易導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,降低抗熱震性。但適量的細(xì)骨料可以改善材料的致密性,提高其抵抗熱沖擊的能力。因此,合理搭配粗細(xì)骨料的粒度,才能使耐火材料具有良好的抗熱震性。
耐火骨料在耐火材料中起著至關(guān)重要的作用,其質(zhì)量、粒度、純度等參數(shù)直接影響著耐火材料的整體性能。因此,在選擇耐火骨料時(shí),需要對其生產(chǎn)工藝、粒度分布、化學(xué)成分、物理性能等方面進(jìn)行全面考慮。耐火骨料的煅燒是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。經(jīng)過煅燒的骨料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性,同時(shí)還能保持良好的熱穩(wěn)定性。在煅燒過程中,骨料中的雜質(zhì)和揮發(fā)物被去除,使其具有更高的純度和化學(xué)穩(wěn)定性。
耐火骨料按大小可分為粗骨料、中骨料和細(xì)骨料。一般顆粒尺寸大于5mm的稱為粗骨料;5mm~3mm的稱為中骨料,3mm以下地稱為細(xì)骨料。也可以根據(jù)客戶要求生產(chǎn)各種規(guī)格,例如5-10mm,10-15mm等等,骨料臨界粒徑根據(jù)襯體厚度而定。耐火骨料具有含鋁量高、含鐵量低、硬度高、熱膨脹系數(shù)小、耐火度高、密度大、熱化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。
耐火骨料按材質(zhì)分有粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、硅質(zhì)、鎂質(zhì)、鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火骨料等。
按氣孔率分可分為致密骨料(又稱重質(zhì)骨料)和輕質(zhì)骨料(又稱多孔骨料)。致密骨料系指氣孔率不大于30%的骨料。致密骨料又可分為特致密骨料,高致密骨料和普通致密骨料。輕質(zhì)骨料系指氣孔率大于45%的骨料。輕質(zhì)骨料又可分為普通輕質(zhì)骨料、超輕質(zhì)骨料和特種輕質(zhì)骨料(如氧化鋁、氧化鋯空心球)。
耐火骨料由于其具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性,比重大、體積小、耐高溫、耐腐蝕、等特性,還被廣泛應(yīng)用于不同類型的陶瓷、瓷釉、玻璃、化工等等工廠的厚硬材質(zhì)精加工和深加工。以88%含量的高鋁骨料為例,其比重(密度)應(yīng)該達(dá)到3.40以上,氧化鋁含量達(dá)到88%以上,含鐵低。同樣的原料,同樣的配方,同樣的燒成溫度下,原料研磨后的粉料細(xì)度越小,則比重越高,耐磨性越好。
耐火骨料的粒度對耐火材料的性能有著多方面的影響,具體如下:
體積密度
粒度較粗的骨料,顆粒之間的孔隙較大,若只使用粗骨料,會導(dǎo)致耐火材料的體積密度較低。
適當(dāng)加入細(xì)粒度的骨料,可以填充粗骨料之間的孔隙,使耐火材料的體積密度增大。但如果細(xì)骨料過多,可能會導(dǎo)致顆粒堆積過于緊密,氣孔率反而增加,體積密度下降。
耐火骨料的顆粒形狀對不定形耐火材料的施工性能有較大的影響。片狀、柱狀、針柱狀、棱角狀等不規(guī)則形狀的顆粒,配制成的泥料流變性能較差,而近圓球狀和圓球狀的顆粒配制成的泥料流變性能較好,因此,不規(guī)則形狀的骨料顆粒用于配制噴涂料,搗打料較好,有利于顆粒之間的穿插、咬合和釘銷作用、可提高結(jié)合強(qiáng)度。而近球狀和圓球狀顆??捎糜谂渲茲沧⒘?、涂抹料和壓注料,有利于改善泥料的流變性、提高觸變性、從而有利于提高體積密度。
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