新型塑性相复合刚玉砖的性能-找耐火材料网

新型塑性相复合刚玉砖的性能

发布日期： 2020-02-22 13:53:28 阅读量（366）作者：刘梓明

新型塑性相复合刚玉砖(TD-I)的常规理化性能检测见表2，通过与市场原有的塑性相复合刚玉砖(ZSG-1，ZSG-2)对比发现，其SiC含量大幅提高，有游离炭的存在，并且具有低气孔，高热震，高荷重软化温度，适度导热的特点。

表1新型塑性相复合刚玉砖的理化性能检测

1、塑性相，炭复合结合新结构

新型塑性相复合刚玉砖，在保持原有金属塑性相的基础上，通过引入有机树脂结合剂和增加碳化硅含量，材料经高温烧成后树脂形成部分游离炭，进而在基体中形成塑性相与炭复合结合的新体系，这种结构可有效缓解耐火砖在使用过程中受到的热应力和机械应力，提高材料的韧性和抗渣性能。

2、低显气孔率

从表中可以发现，新型塑性相复合刚玉砖(TD-I)的显气孔率很低，仅为11.0%，这与原有的塑性相复合刚玉砖ZSG-1及ZSG-2相比要低很多。其气孔率低应该归因于三方面的原因，一是有机树脂结合剂在烧结过程中产生的残炭可起到一部分填充气孔的作用。二是砖烧成过程中表面形成大量的莫来石相和部分玻璃相，莫来石的形成有一定的体积膨胀效应，可填充一部分气孔，另外玻璃化烧结也可填充一部分气孔。三是金属塑性相在弱还原气氛下烧成时形成碳化硅、氧氮化硅等非氧化物等新相填充气孔。三种效应共同作用下，使得材料的显气孔率与ZSG-1及ZSG-2相比要低很多。

3、高抗热震稳定性

图1是几类陶瓷杯制品热震水冷实验后的外观图，效果对比鲜明。从实验可知:ZSG-1水冷10次结束，ZSG-2水冷15次结束，而新型塑性相复合刚玉砖(TD-I型)水冷25次后表面仅产生微小裂纹。从水冷热震实验可知，新型塑性相刚玉砖的热震稳定性并未因致密度的提高而降低，反而有大幅度的提升，其热震稳定性的提高因归功于对物相结构的控制。首先大幅度提高SiC含量，并且形成大量彼此交叉呈网络状莫来石相，使制品具有优异的力学性能.二是材料形成内部的炭，金属塑性相复相结构，使得制品物相分布合理，可有效缓冲材料内部产生的热应力，使得表现出了优异的热震稳定性，低气孔的同时具有高的热震稳定性，进而改善材料的抗渣、碱及铁侵蚀性能。

图1 几种塑性相复合刚玉砖热震试验后外观图

4、适度导热率

陶瓷杯的作用有两个:一个是隔热的作用，另一个作用是对外侧的炭砖形成保护。通过anSyS模拟软件分析高炉陶瓷杯内部的温度场，发现制品的1000℃;导热率在5~7W·(m·K)-1时可将高炉870℃等温线(炭砖脆化线)从炭砖热而推进陶瓷杯砖内部，将1150℃等温线推出陶瓷杯热面进入高炉内部;该举措一方面可以有效消除了炭砖的脆化，另一方面降低陶瓷杯内壁温度，提高铁水和渣粘度，更容易形成挂渣护炉，保护陶瓷杯材料而不容易被渣侵蚀熔解掉。新铟塑性相复合刚玉砖通过调整SiC含量及材料的气孔率，其1000℃导热率为W·(m·K)-1，恰好满足设计要求，适度的导热率使得陶瓷杯处于合适的温度场，其隔热及保护炭砖的两个作用可得到充分发挥，延长陶瓷杯在高炉新的苛刻工艺条件下的使用寿命。