20世紀20~30年代,英國、美國對印度及本國的硅線石族原料進行了研究。制成的磚根據加入的粘土數量的不同,Al2O3含量在42%~60%之間。美國將用一水鋁石制造的磚稱為高鋁磚。這種磚主要用于鍋爐及陶瓷工業(yè)方面。盡管高鋁磚具有優(yōu)良的使用性能,但它們的價格高,使用受到限制。
高鋁磚的礦物組成根據所使用的鋁礬土所定,熟料的礦物組成一般是莫來石、剛玉和玻璃相。莫來石理論組成為Al2O371.8%,SiO228.2%,其熔融分解溫度為1840℃。具有針狀結晶,呈網絡交叉結構,高溫狀態(tài)表現出較好的強度。剛玉以α-Al2O3形態(tài)存在,熔點為2050℃,硬度為莫氏9級,呈粒、柱狀晶體,有良好的化學穩(wěn)定性,對酸、堿性爐渣都有一定的抵抗能力。
高鋁磚主要由鋁土礦熟料等材料制成,經高溫混合、成型、干燥、燒結。高鋁磚的氧化鋁含量因比例而異。一般含量穩(wěn)定在48%-80%,高氧化鋁含量可達90%,耐火溫度可達到1770℃。
高鋁磚通常三個級別:
高鋁磚:AL2O3含量大于75%;
二級高鋁磚:AL2O3含量65%~70%;
三級高鋁磚:AL2O3含量55%~60%;
高鋁磚的應用領域:
1、鋼鐵制造業(yè):高爐、熱風爐、電爐、鋼包、中間包、加熱爐、精煉爐、加熱爐、退火爐、沖天爐;
2、有色金屬工業(yè):冶煉爐、精煉爐、反射爐、轉爐;
3、建材行業(yè):水泥窯、玻璃窯、陶瓷窯、石灰窯、窯車、隧道窯;
4、能源與焚燒:焦爐、循環(huán)流化床鍋爐、炭素焙燒爐、焚燒爐。
在高鋁磚的生產過程中,一些常見的鋁含量的高鋁磚的鐵含量是固定的,例如,48%高鋁磚原料采用 60%高鋁礬土熟料,鐵含量需在 3.0%以內;55%高鋁磚原料采用 65%高鋁礬土熟料,鐵含量需在 2.5%以內;65%高鋁磚原料采用 75%高鋁礬土熟料,鐵含量需在 2.2%以內;75%高鋁磚原料采用 85%高鋁礬土熟料,鐵含量需在 2.0%以內;80%高鋁磚原料采用 88%高鋁礬土熟料,鐵含量則要在 1.5%以內。所以,嚴格的控制鐵含量對高鋁磚的質量是非常有必要的。
如何控制高鋁磚中的鐵含量不僅要從原料上進行控制,而且在生產工藝上也要進行控制,目前原料生產廠商通常通過選礦提純、除鐵等工藝來控制原料中鐵含量,以滿足生產不同等級高鋁磚的要求,確保高鋁磚能在相應環(huán)境中發(fā)揮良好性能,而生產過程中也要對原料配比進行把控,從而減少高鋁磚中的鐵含量,這樣不僅是高鋁磚的一個質量,而且,在其他耐火材料的生產過程中也是非常有必要的。